光伏+建筑,作为建筑节能增效、降低碳排放的重要手段,越来越受到重视。
为深入了解北京市光伏系统建筑应用情况,由中国国检测试控股集团股份有限公司牵头的项目组此前针对北京农村、工商业及城镇建筑等方面的光伏系统应用情况进行了调研,发现、归纳了一些问题,并提出了一些建议。
本报今日刊发项目组撰写的有关光伏产品类型及应用情况的分析文章。此次调研了解的情况、发现的问题和建议,对于北京市以外的地方来说,也同样具有参考价值。
国内从事建筑光伏的企业共计30余家,我们选取了具有代表性的光伏龙头企业10家,共计25款产品进行调研分析。
光伏组件的3种类型
按照与建筑结合方式的不同,光伏组件主要分为3种:建材型、构件型和附加型。
建材型光伏组件是将太阳电池与瓦、砖、卷材、玻璃等建筑材料复合在一起成为不可分割的建筑材料的光伏组件。如有的组件具有屋面、墙面建筑材料功能,具有良好的保温、防水、隔断、隔声等功能。
建材型光伏组件一般可依据项目情况、特点进行定制,在保障建筑基本功能和节能减碳的前提下,进一步实现多样化和个性化,符合不同用户的需求。建材型光伏组件是目前光电建筑的推广热点,应在使用中注意防火、防水、防渗透、防触电、表面雨雪堆积及组件发电伴生集热等问题。
构件型光伏组件是与建筑构件组合在一起或独立成为建筑构件的光伏组件。如以标准组件或定制光伏组件构成建筑的雨棚构件、遮阳构件、栏板构件等,建筑构件一般提供雨棚、遮阳、阳台空间等功能,虽然构件型光伏组件不作为承重构件,但需要充分考虑其安全性。
在满足建筑构件特定功能和美观要求的基础上,光伏组件也要保证其发电效率,因此构件型光伏组件应综合考虑建筑物的整体造型和功能要求,选择合适的产品,并进行选择性安装,拓展光伏组件的安装形式适用范围。
附加型光伏组件是将太阳能光伏组件附加安装在建筑物上。在保障安全可靠的前提下,附加型光伏组件一般采用常规的光伏组件,这种组件安装方式与建筑物的结合程度没有前两种高,组件一般不影响原有建筑的结构特性,可根据用户的需要灵活布置。例如常见的屋顶光伏方阵和墙面光伏方阵等,一般采用架空屋面安装或固定支架倾角安装。
附加型光伏组件每瓦单价最低
建筑屋顶采用附加型光伏组件是目前光伏建筑应用市场的主要应用类型,而建材型、构件型光伏组件多为光伏厂家自行安装或科学研究用途,采用附加型光伏组件和建材/构件型光伏组件的应用比例约为52%和48%。
从采用的光伏组件类型来看,主要有晶硅组件和薄膜组件。晶硅组件作为发展最早、技术最成熟的光伏组件类型,具有发电效率高、成本低的优势,而薄膜组件的技术发展较晚,但具有弱光性能好、温度系数低等优势,可以与建筑较好地耦合。
总体看,附加型光伏组件每瓦单价最低,构件型其次,建材型光伏组件成本最高。从产品效率看,晶硅效率略高于薄膜产品效率。薄膜产品透光性好、色彩可调、柔性化,晶硅产品成本低,发电效率高。产品类型不尽相同,但是更多的还是要考虑与建筑结合方式。
目前国内建筑屋面按照形状主要可以分为坡屋面、平屋面。原则上讲,任何形式的屋面都可以安装光伏系统,但应注意系统设计与房屋结构的适配性及与周边环境的协调性。
另外,户用分布式光伏系统安装时还应注意建筑安全性、施工安全性和并网便捷性、建筑屋面可维护性等几个方面问题。
北京常见的户用分布式光伏系统
目前北京地区常见的户用分布式光伏系统与建筑结合有如下几种:常规坡屋顶户用分布式光伏系统、常规平屋面户用分布式光伏系统、平改坡户用分布式光伏系统及光伏庭院、光伏阳光房/棚光伏庭院、阳光房/棚等光伏系统。
针对常规坡屋顶场景,根据不同地区的房屋结构差异,有顺屋面安装的铝合金支架形式和C钢支架形式,基座采用挂钩形式固定在瓦片下,不影响原有排水;另外,针对北方地区揭瓦不便及地方风俗等特殊情况,可采用架空支架形式固定组件,该形式不破坏原有防水层,且适用多种瓦型。
针对常规平屋面场景,可根据现浇板和预制板屋面有不同的解决方案,通过多种排布方案组合形式,可应对不同尺寸的屋面,提高屋面利用率的同时,最大程度提高光伏电站的发电量。
平屋顶的常规安装不能解决平屋顶漏水问题,并且为后续做防水带来困难,也会给屋顶冬天除雪带来困难和安全隐患,通过平改坡改造可有效降低风吹日晒、雨雪等对屋顶的腐蚀,减少室内热量的损耗。另外,积雪沿坡度下滑,可降低扫雪工作量。平改坡户用分布式光伏系统受农村用户喜爱,同时能形成一定高度的储物空间,让房屋焕然一新,风格统一。
光伏庭院、光伏阳光房/棚光伏庭院、阳光房/棚等光伏系统,不仅达到光伏发电的目的,规避了用户屋面漏水的风险,同时为用户提供了一个喝茶纳凉聊天静坐的场所。
建材型光伏工程经济性较差
与建筑屋顶附加分布式光伏发电系统相比,建材型光伏发电系统工程造价增加在30%~200%之间。在除西藏地区外的省区市投资回收期均超过10年,整体经济性较差。
针对北京市工商业及公共建筑、城镇新建和既有建筑,附加型、构件型为更加适宜的结合形式,其成本较低,发电效率高,发电量大,经济效益更好。对创新产业集群领域涉及的产业园区厂房、研发办公用房等,以及科技园区和现代服务业领域的商务、办公、实验、会议会展、酒店等建筑,要求在技术经济论证可行情况下实施建材型项目建设,屋面与外墙结合形成光电建筑。
针对北京市农村住宅和农业设施建筑,附加型和构件型是更加适宜的结合形式,能缓解农村清洁能源供暖的电耗较高经济压力,其中的农村成片新建、改造建设项目的建筑屋面、固定式农业设施顶棚等,均具备良好的附加型和构件型应用形式。
原标题:光伏系统建筑应用市场推广情况调研:什么样的光伏产品更受欢迎?