为什么光伏要与建筑一体化
由于太阳能能量密度较低并且高度分散,为了提供所需的能源,必须有足够的接受面积。据测算:为了满足2000年全球电力的需求,以太阳能电池转换率10%计算,需要的面积为840km×840km=640000km2,这相当于德国和意大利两个国家的面积。
参照历史数据,我国1995年的发电量约为1亿MW˙h,如果全部用太阳能电池发电,其接收面积约为12500km2,比天津市还要大。以上数值表明,所需的面积是相当可观的,
光伏与建筑一体化有效利用建築物的外表大面積,是解决接受面积的主要途径。
光伏建筑一体化的系统,如幕墙
光伏发电系统,成本随着建筑物的设计阶段和光伏电池与建筑装饰材料生产过程的结合程度有很大的依赖。研究表明,如果设计院、建材生产商和光伏制造商能够充分协作起来,建材光伏一体化的发电单元的制造成本与单独生产光伏组件的成本类似,甚至比建材加光伏组件的成本还低,而逆变和布线系统则可以整体并入到建筑物的电力系统中去,因此,BIPV的成本可能比单独的光伏发电还要低得多。
光电建筑的技术路径最理想选择——CIGS
学术界和产业界普遍认为太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池,第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池,铜铟镓硒薄膜太阳电池具有生产成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等显著特点,光电转换效率居各种薄膜太阳电池之首,接近于晶体硅太阳电池,而成本只是它的三分之一,被称为下一代非常有前途的新型薄膜太阳电池,是近几年研究开发的热点。
此外,该电池具有柔和、均匀的黑色外观,是对于外观有较高要求场所的理想选择。
随着近年来能源价格如火箭般上窜,加之晶硅电池价格的滑落,晶体硅组件领域的成长非常显著,有些观察家声称晶硅发电系统最终可满足美国能源需求达20%之多。
与传统PV比较,CIGS因用于制造薄膜电池的材料较少,因而成本更为低廉。CIGS的制造是将由光电材料构成的薄层沉积于衬底,这就大大减少了原料的使用。新生产工艺的出现,包括印刷技术,又可以进一步降低成本。
性能方面,在不久的将来薄膜技术效率的显著提高已成为大势所趋。例如,CIS/CIGS的效率已经可以和传统晶硅组件相提并论。铜铟镓硒太阳能电池板也可做成柔性,其均匀的颜色和稳定的性能,在记者看来更加适合与建筑一体化的应用。