不知細(xì)心的你有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)在高樓大廈上的光伏組件，除了直接依附在建筑物表面上以外，更多地開(kāi)始直接作為建筑物本身的一部分。無(wú)論是柏林的中央火車站，還是鳥(niǎo)巢或水立方，這樣的情況已經(jīng)越來(lái)越多了。

如果你坐飛機(jī)盤旋在上海世博園區(qū)的上方，一定會(huì)看到這樣的情景，很多展出場(chǎng)館都無(wú)比閃耀。英國(guó)零碳館屋頂上的深色太陽(yáng)能電池板本身就是屋頂建材，通過(guò)吸收太陽(yáng)能所產(chǎn)生的能量不僅用于發(fā)電、供暖，還與風(fēng)能和地源熱能共同帶動(dòng)室內(nèi)通風(fēng)，調(diào)節(jié)屋內(nèi)的溫度和濕度；法國(guó)阿爾薩斯案例館的“水幕太陽(yáng)能墻”外層同樣覆蓋太陽(yáng)能電池板，能把照射到墻體外層的太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成電，維持“水幕太陽(yáng)能墻”不斷運(yùn)作的同時(shí)，為建筑帶來(lái)冬暖夏涼的感覺(jué)。

這一次，光伏建筑一體化(Building Integrated Photovoltaics，下稱“BIPV”)的概念開(kāi)始深入人心。中國(guó)館、主題館、世博中心和城市未來(lái)館四座標(biāo)志性建筑上都采用了這種技術(shù)。上海世博會(huì)上光伏建筑的太陽(yáng)能發(fā)電規(guī)模達(dá)到4.68兆瓦，年均發(fā)電可達(dá)406萬(wàn)千瓦時(shí)，減排二氧化碳總量逾3400噸。

那么什么是BIPV？BIPV是指用光伏材料部分地代替?zhèn)鹘y(tǒng)建筑材料，運(yùn)用到屋頂、玻璃天窗以及幕墻等建筑外層上。南京南洲新能源研究發(fā)展有限公司董事長(zhǎng)徐誦舜對(duì)此做了這樣一個(gè)形象的比喻：“如果說(shuō)建筑是人體，過(guò)去，光伏材料是人身上的衣服、鞋子、首飾，那么現(xiàn)在，光伏材料便是眼睛、鼻子、嘴，是建筑物不可或缺的組成部分�！�

這種新技術(shù)的一大好處是，由于與建筑業(yè)緊密結(jié)合，從建筑最開(kāi)始的設(shè)計(jì)到施工環(huán)節(jié)便加入光伏組件，將組件作為建筑物本身的一部分，而不是附著在表面上可有可無(wú)的東西，便大大減少了建筑材料的使用，節(jié)約了這部分的成本以及人力成本。所以，BIPV的市場(chǎng)具備著無(wú)限的潛力，這個(gè)市場(chǎng)的發(fā)展速度可能比過(guò)去5年里傳統(tǒng)光伏市場(chǎng)的速度還要快。

● 國(guó)際巨頭的先行之旅

據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，至2015年，BIPV的總體市場(chǎng)規(guī)模近50億美元。BIPV巨大的市場(chǎng)潛力深深吸引著全世界的公司。

總部位于美國(guó)密歇根州的Uni-Solar公司是目前這個(gè)領(lǐng)域的領(lǐng)軍者，也是最早將屋頂光伏面板商用化的公司。今年年初，Uni-Solar宣布向Enel綠色電力公司提供25兆瓦Uni-Solar品牌屋頂光伏面板，用于CIS-Interporto di Nola公司在意大利的多幢建筑物中。完成之后，可年發(fā)電約3300萬(wàn)千瓦時(shí)。

Uni-Solar生產(chǎn)的柔性非晶硅太陽(yáng)能光電模塊采用三層復(fù)合技術(shù)，擴(kuò)大了其光譜的吸收范圍，極大地提高了轉(zhuǎn)換效率。此外，由于在連續(xù)的不銹鋼板卷上使用特殊的電機(jī)工藝，使得這些模塊具備了柔韌、可適度彎曲的特性。這一特性使其特別適用于BIPV。

Uni-Solar生產(chǎn)的太陽(yáng)能屋頂采用的是非晶硅電池。針對(duì)通常非晶硅電池轉(zhuǎn)換率較低的問(wèn)題，Uni-Solar則通過(guò)改良的CVD(Chemical Vapor Deposition, 化學(xué)氣相淀積)技術(shù)來(lái)解決。CVD即把含有構(gòu)成薄膜元素的氣態(tài)反應(yīng)劑或液態(tài)反應(yīng)劑的蒸氣及反應(yīng)所需其他氣體引入反應(yīng)室，在襯底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成薄膜的過(guò)程。

采用這個(gè)技術(shù)，不僅能將生產(chǎn)線的吞吐量增加一倍，同時(shí)還能夠在更大的區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)更均勻的材料沉積，從而將長(zhǎng)期以來(lái)6.7%的電池表面轉(zhuǎn)換率進(jìn)一步提高。Uni-Solar公司將在2010年內(nèi)實(shí)現(xiàn)部分電池轉(zhuǎn)換率達(dá)到8.2%，并且在2011年年底前實(shí)現(xiàn)約10%的轉(zhuǎn)換率，并將設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的生產(chǎn)成本降至每瓦1.5美元。

傳統(tǒng)的大型跨國(guó)公司也希望在BIPV中分食一杯羹。比如陶氏公司最近推出了一種太陽(yáng)能瓦片，在設(shè)計(jì)中結(jié)合了低成本的CIGS太陽(yáng)能電池，使瓦片擁有了發(fā)電性能。標(biāo)準(zhǔn)瀝青瓦片是美國(guó)最流行的屋面材料，而陶氏的太陽(yáng)能瓦片可以與瀝青瓦片一同安裝到屋頂上，實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)縫式安裝。陶氏把這種太陽(yáng)能屋瓦設(shè)計(jì)成與常規(guī)瓦片同樣的標(biāo)準(zhǔn)，所以那些安裝常規(guī)瓦片的承包商就可以完成太陽(yáng)能瓦片的安裝。這項(xiàng)技術(shù)在去年被美國(guó)《時(shí)代周刊》評(píng)為年度最具創(chuàng)新的50大發(fā)明之一，系統(tǒng)將于2011年投入廣泛應(yīng)用。

此外，BIPV也給一些傳統(tǒng)的建筑公司開(kāi)辟了一條新道路。比如德國(guó)專門生產(chǎn)新式門窗塑鋼框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的Schüco公司，其采用光伏組件構(gòu)成半透明的具備隔熱性能的玻璃元素，作為玻璃窗的材料，兼顧了節(jié)能、耐用和建筑物美觀等元素。

● 國(guó)內(nèi)的新磚瓦

國(guó)內(nèi)也有公司開(kāi)始專攻這個(gè)領(lǐng)域。徐誦舜在太陽(yáng)能應(yīng)用領(lǐng)域里有著30年的研究經(jīng)驗(yàn)，在國(guó)內(nèi)眾多企業(yè)還在爭(zhēng)搶著上馬多晶硅項(xiàng)目的時(shí)候，徐誦舜決定把重點(diǎn)放在BIPV上。有感于光伏市場(chǎng)在外的現(xiàn)狀，徐誦舜認(rèn)為，一定要把目光放到國(guó)內(nèi)光伏的真正應(yīng)用上。

“要設(shè)計(jì)出普通百姓都能用的產(chǎn)品，而不僅僅是搞一兩個(gè)示范工程�！毙煺b舜說(shuō)。不過(guò)他的產(chǎn)品初步為世人所知，還是依靠“示范項(xiàng)目”。

在上海世博會(huì)聯(lián)合國(guó)館的正門前，有一個(gè)供參觀者遮陽(yáng)避雨的等待區(qū)，該區(qū)為長(zhǎng)40米、深5米、高3.8米，面積200多平方米的一條長(zhǎng)廊。這一片等待區(qū)使用的便是南京南洲新能源研究發(fā)展有限公司新開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。等待區(qū)頂面鋪設(shè)了120塊新漢瓦，每塊新漢瓦由125mm×125mm的單晶硅片4×9片的排列方陣組成。新漢瓦無(wú)須跟蹤，可以把一年四季的陽(yáng)光有效地收集，同步在廊頂上發(fā)電、供熱，聚光倍率為2.2。發(fā)同樣的電可以節(jié)約一半硅光電池片的用量。

120塊新漢瓦采光總面積為185平方米，晴天可以滿足該系統(tǒng)中6噸水箱的加熱，該系統(tǒng)的運(yùn)行既取得了大量的熱水，又保證了光伏系統(tǒng)發(fā)電的正常溫度。等待區(qū)可以回收8噸雨水，經(jīng)三級(jí)凈化后可以同時(shí)提供90攝氏度的開(kāi)水、50攝氏度的溫水及30攝氏度以下的冷水，供人安全飲用。

正如前面所說(shuō)，BIPV是一項(xiàng)涉及多個(gè)領(lǐng)域的綜合性技術(shù)，要實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能建筑熱電一體化系統(tǒng)，必須具備一般建筑構(gòu)建、部件的功能，如防水、保溫、隔熱等功能。南洲公司的產(chǎn)品便包含了從上到下五個(gè)組成部分：透明罩面、聚光鏡面、硅電池組件、換熱器以及保溫材料。其核心技術(shù)主要在以下幾點(diǎn)：

一是根據(jù)分析不同緯度一年四季的日照，采用不同曲面研發(fā)的聚光鏡，提高了太陽(yáng)能的利用率。二是將光伏硅電池豎向直通式排列，取代原來(lái)傳統(tǒng)的橫向條碼式排列，這樣使得光電轉(zhuǎn)換效率提高了35%。三是在硅電池板下放置吸熱冷水排管。通常硅電池達(dá)到86攝氏度就減少發(fā)電了。通過(guò)這個(gè)裝置，可以用冷水吸熱，使得硅電池的溫度保持在60攝氏度以下，能持續(xù)正常發(fā)電，同時(shí)冷水吸熱后可供洗澡用，三級(jí)凈化后還可供飲用。另外，還運(yùn)用液體玻璃薄膜涂層，使硅電池和聚光鏡不易老化，運(yùn)用惰性氣體層保溫隔熱，提高太陽(yáng)能熱轉(zhuǎn)換效率等。

據(jù)徐誦舜介紹，目前放置在屋頂?shù)漠a(chǎn)品其生產(chǎn)成本為每平方米2180元，在陽(yáng)臺(tái)上放置的產(chǎn)品，因?yàn)槭褂酶�少的硅電池，成本已�?jīng)可以降低到每平方米2000元以下。將來(lái)推廣到普通百姓家里，如果在蘇南地區(qū)，平均日照在3.9~4.2小時(shí)，大概需要2.5平方米，在北京地區(qū)的，需要2平方米左右。對(duì)于普通用戶來(lái)說(shuō)，購(gòu)買這樣一套系統(tǒng)的價(jià)格在1萬(wàn)元左右。雖然比熱水器的價(jià)格高，但是購(gòu)買這樣一套系統(tǒng)之后，家庭用電就都省下了。這種太陽(yáng)能屋瓦發(fā)出的電量，能供應(yīng)一個(gè)普通家庭所需的能源消耗，實(shí)現(xiàn)了真正的綠色循環(huán)。而一旦將來(lái)并入電網(wǎng)系統(tǒng)，產(chǎn)生的多余電量還可以賣給電網(wǎng)，增加一部分收入。

● BIPV：比傳統(tǒng)光伏市場(chǎng)增長(zhǎng)更快

中國(guó)房地產(chǎn)研究會(huì)副會(huì)長(zhǎng)童悅仲在2011年臺(tái)達(dá)杯國(guó)際太陽(yáng)能建筑設(shè)計(jì)競(jìng)賽上發(fā)表演講時(shí)說(shuō)，當(dāng)前建筑能耗占整個(gè)社會(huì)終端能耗的比例達(dá)30%，如果加上建材生產(chǎn)能耗的話，這個(gè)比例更高。要實(shí)現(xiàn)2020年單位GDP碳減排40%~45%的目標(biāo)，在建筑領(lǐng)域是大有可為。而B(niǎo)IPV則天然地適應(yīng)了這個(gè)需求。

首先，BIPV產(chǎn)生的是綠色能源，應(yīng)用太陽(yáng)能發(fā)電，不會(huì)污染環(huán)境。第二，不占用土地資源。光伏陣列一般安裝在閑置的屋頂或外墻上，無(wú)需額外占用土地，這對(duì)于土地昂貴的城市建筑尤其重要。第三，光伏陣列吸收太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，大大降低了室外綜合溫度，減少了墻體得熱和室內(nèi)空調(diào)冷負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。第四，BIPV使得在建筑的過(guò)程中省卻了大量的鋼筋、水泥等原材料，也降低了能耗，且在制造過(guò)程中不污染環(huán)境。

BIPV也為中國(guó)從單純的光伏電池出口大國(guó)轉(zhuǎn)變成真正的市場(chǎng)應(yīng)用方提供了一個(gè)很好的方向。與其在上游原材料和電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)中無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)，在國(guó)際市場(chǎng)上受各國(guó)政策影響劇烈波動(dòng)，不如把更多的精力投放在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)上。畢竟只有掌握了終端市場(chǎng)，才有話語(yǔ)權(quán)。當(dāng)然，這需要國(guó)家政策的大力支持。國(guó)務(wù)院參事、中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)石定寰對(duì)《第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)》說(shuō)：“目前光電技術(shù)在中國(guó)已經(jīng)朝著實(shí)用化的方向發(fā)展，跟屋頂結(jié)合、建立屋頂電站是很好的一個(gè)方向。但政策一定要跟上步伐。目前國(guó)家還是要加緊上網(wǎng)電價(jià)的制定工作，安裝補(bǔ)貼是一個(gè)辦法，但不是長(zhǎng)久之計(jì)�！�

隨著傳統(tǒng)PV市場(chǎng)的發(fā)展，硅光電池轉(zhuǎn)化率的進(jìn)一步提高，BIPV的市場(chǎng)潛力必將進(jìn)一步爆發(fā)出來(lái)。而即使在現(xiàn)在效率并不高的前提下，這個(gè)市場(chǎng)也已經(jīng)不容小覷。歐洲的一份報(bào)告顯示，即使在5%的轉(zhuǎn)換率條件下，在良好的光照下，歐洲14個(gè)國(guó)家230億平方米的屋頂和幕墻上能夠產(chǎn)生超過(guò)1000GWp的能量，相當(dāng)于建造1000座核工廠。

而且從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，BIPV更具吸引力，因?yàn)椴幌衿渌�的建筑材料，加入了光伏組件的屋頂可以自行產(chǎn)生能源，對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，在房屋建成20年間都能享受由于產(chǎn)生能源而獲得的回報(bào)，從而平衡他們初始安裝的成本。據(jù)測(cè)算，BIPV平均的年投資回報(bào)率可達(dá)7%左右。

不過(guò)，BIPV的大規(guī)模商用化仍面對(duì)不小的挑戰(zhàn)。在業(yè)內(nèi)資深專家英戈·俾·哈格曼博士看來(lái)，主要的問(wèn)題有幾點(diǎn)。一是建筑模塊的標(biāo)準(zhǔn)，各國(guó)和各地區(qū)有非常大的差別，統(tǒng)一建筑標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在勢(shì)在必行。其次，光伏組件的設(shè)計(jì)還需要更加符合BIPV的標(biāo)準(zhǔn)，需要更加靈活，不管是從大小、形狀以及顏色上，都要與傳統(tǒng)的有所不同。

而最大的挑戰(zhàn)還是來(lái)自于成本。目前在歐洲一套BIPV系統(tǒng)的價(jià)格還是非常高的。其中傳統(tǒng)的光伏組件大概占到60%的比例，而剩余40%則包含了安裝、設(shè)計(jì)、防水、布線等費(fèi)用。所以，要等到BIPV大規(guī)模開(kāi)花的一天尚需時(shí)日。