在国家持续推进绿色建筑和“双碳”目标实现的当下,推动建筑节能降耗与可再生能源应用成为明确方向,光伏建筑一体化(BIPV)作为绿色建筑的重要实现路径,正获得越来越高的关注度。行业主要参与者,包括头部能源企业及组织,近期普遍表达关切并建言献策,积极倡导加大政策支持、推行因地制宜的电价激励、加速健全相关标准体系以及支持更多地区开展BIPV试点示范工作,为产业发展营造有利环境。与此同时,多个重点区域已相继公布针对未来几年BIPV发展的支持性措施,推动其规模化应用和高质量升级已被提上重要日程。
在BIPV的实际应用中,屋顶的光伏采光顶和立面的光伏幕墙是最为集中的应用形式。作为建筑建材的光伏组件,在保有传统建材功能特性的前提下,还必须满足建筑物对自然光照引入的基本需求。值得注意的是,采光顶与立面幕墙对于光伏发电玻璃所需的透光率存在着明显不同的标准。基于对众多已实施项目的工程实践总结,应用于采光顶的光伏发电玻璃通常采用约为20%的透光率;而应用于立面幕墙的光伏发电玻璃,其透光率则多设定在40%至50%的范围。那么,针对光伏采光顶,为什么普遍采用20%透光率的发电玻璃?是否可以选择透光率更高的产品?这主要是在综合考量多方面因素后形成的合理选择。首先,20%的透光率在大多数情况下已能有效满足建筑物内部的日常采光需求。更为关键的是,透光性指标的提升,通常意味着光伏发电玻璃内部用于光能转换的发电材料层面积的相应减少。这会同时带来两方面的影响:一是玻璃本身对太阳辐射热量的吸收能力减弱,影响了其帮助室内空间降温隔热的性能;二是光伏玻璃单位面积的发电功率会随之下降,直接导致整体的发电效率与发电量的减少。因此,20%的透光率是在充分平衡发电效率、隔热需求和基础采光这三项核心要素后得出的具有良好适用性的经验值。同样,光伏幕墙选择40%-50%透光度发电玻璃也能满足建筑物的透光度要求,可以参看以下几组光伏幕墙从内向外拍摄的实例照片:
综上所述,在支持绿色建筑发展、提升建筑可再生能源应用比例的宏观政策导向下,BIPV技术,特别是关键材料光伏发电玻璃的应用细节至关重要。科学合理地选择透光率,是在满足建筑功能要求的同时最大化其能源生产与环境效益的关键环节。进一步完善相关的产品标准与设计规范,将有效促进光伏建材与建筑的深度一体化融合,为国家节能减排目标的达成提供有力的技术支撑。
建筑光伏一体化(BIPV)