新型建筑中近零能耗建筑的最好体现,就是BIPV(Building Integrated Photovoltaic,即建筑光伏一体化)。这是一种将太阳能发电设备集成到建筑和建材上的技术,属于分布式光伏电站的一种类型。不久的将来,所有的建筑都有望由能耗大户华丽变为独立发电站。
毋庸置疑,以BIPV为风口的分布式光伏潜力巨大。市面上现有的BIPV产品应用场景九成在建筑屋顶,而且称呼其为 BAPV(Building Attached Photovoltaic)更为合适,简单的说,就是“贴上去”的光伏,因为一眼就能看出一栋建筑的屋顶是否安装了光伏产品。实际上,现有分布式屋顶光伏的建筑设计很难与建筑本身融为一体。BAPV,从本质上其实是BIPV的“丑表亲”。
BIPV,顾名思义,应该是完美做到光伏和建筑相结合的一体化产品,BIPV 组件虽然具备光伏发电性能,但基础属性上是一种建筑材料。由此,真正意义的BIPV,其建材属性更为突出,在建筑上的应用场景也更加丰富,包括但不限于屋顶和建筑外立面。
虽然用于立面的光伏,平均效率上暂时比不上屋顶光伏,但是任何一栋建筑的立面总面积,都要远大于屋顶面积,再加上太阳在一天之中的入射角度时刻变化,建筑立面光伏发电的潜在总量远远大于屋顶光伏发电的潜在总量。
在结构上,目前市面上主流的装配式BIPV产品减去了传统分布式电站所需要的光伏支架,通过直接压覆在彩钢瓦上,通过结构件固定与其形成一体化模块产品,直接作为屋顶建材安装在建筑上,因此对 BIPV 组件的强度硬度、防水防风防火等性能要求较高,从而对光伏玻璃的质量要求也更高。市面上相当一部分的传统BIPV,不可避免地受制于玻璃性能。
当前,屋顶和幕墙是BIPV主要应用场景。纵观市面上现有的所谓“BIPV”,不难发现:以屋顶光伏彩钢瓦为主,辅以幕墙立面大红大绿的单色光伏板,不过是以BIPV之名,行BAPV之实。难道说,我们的未来建筑、生存空间就只能长这样?
去年央视新闻驻第25届高交会现场记者,特别报道了一家参展企业的光电产品:福美生态BIPV(英文名econiclay BIPV,下文简称为“eBIPV”)。据了解,这款产品除去铝蜂窝结构,真正发电的是一层不到1厘米厚的面材!
外观如此千变万化的eBIPV,发电能力如何呢?据悉,福美生产的标准eBIPV,在国际标准太阳光照射下,每平米发电功率为165W。目前,市场上主流幕墙BIPV均采用玻璃结构,其每平米发电功率仅为135W不到,若要提高效率,须做成深色,也就是外观没有选择的余地,限制了建筑外观的设计想象空间和美感。
BIPV产品除了外观和性能这最重要的两项标准外,还有一项新晋指标,那就是在生产和使用的全生命周期的碳排放量。任何BIPV产品在使用过程中都会产出绿色清洁能源,即变相减少碳排放。然而,玻璃BIPV产品的制造过程,是在极高温条件下进行的,整个过程必须消耗大量化石燃料(比如煤,天然气),碳排放量很高。福美制造的eBIPV,每一瓦产品的全生命周期(制造+使用)经国际认证的碳排放量仅为0.26 kg CO2e (二氧化碳当量),比玻璃BIPV的碳排放减少58%。 福美制造的eBIPV碳排放经过国际权威机构必维(Bureau Veritas)的碳足迹认证,同时考虑到光伏产品动则20年以上的使用寿命,该碳排放量已无限接近零碳的定义。
福美是如何做到近零碳的呢,答案藏在福美的技术里:福美的eBIPV,主体材料以砂土、石材边料、非金属尾矿等无机固废为原料,经过精心采集、分类和粉碎,转变成微观量级粉末后,通过特定的表面活性剂在低温下对微粒进行改造,使每个微粒都包裹着活性成分,呈现多层网状结构。这种典型的生态环境材料(econiclay),在100度以内模压成为零碳面材。通过进一步操控零碳面材的微观结构,实现面材的单向光导功能。光线透过特异结构面材,被内部光伏材料吸收并转化发电。更关键的是,这并不影响面材多姿多彩的外观,如石材、木材和陶土砖等肌理。简单总结一句话概括:福美的eBIPV采用低温+废物利用来实现近零碳。
原创:欧阳中亮
编辑:伍倩君
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