勢(shì)不可擋的光伏建筑

文│沈浩浩

增加10%的成本

牛津光伏是于2010年底從牛津大學(xué)獨(dú)立出來(lái)的一家公司。投資該公司的是MTI合伙人公司。清潔技術(shù)是MTI合伙人公司致力投資的領(lǐng)域之一。此次投資可以幫助牛津光伏的太陽(yáng)能玻璃產(chǎn)品進(jìn)一步向市場(chǎng)化靠近。

“我們想強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，與其讓太陽(yáng)能光伏向建筑物靠近，還不如讓建筑物本身變成光伏產(chǎn)品。” 牛津光伏公司創(chuàng)始人和首席執(zhí)行官凱文·阿瑟向媒體表示，“一旦客戶決定用玻璃建造一個(gè)建筑物的話，就意味著他要為玻璃‘買單’了。如果想要安裝太陽(yáng)能玻璃，只需要額外付出很少的成本，其價(jià)格不會(huì)超過(guò)建筑物外觀成本的10%。”以倫敦為例，建筑物每平方米的成本大約在600-1000英鎊之間。安裝這一新型太陽(yáng)能電池的成本大約是每平方米60～100英鎊。

據(jù)介紹，這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的路徑是，給常規(guī)的玻璃增加一層透明的、最多3微米厚的固態(tài)太陽(yáng)能電池，由此就可以將其接收的12%的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。這些能量可以輸出到國(guó)家電網(wǎng)或用于建筑物自身的運(yùn)行。

寶馬世界慕尼黑的寶馬世界，屋頂上安裝了3660塊光伏太陽(yáng)能板，面積約8000平方米，設(shè)計(jì)功率為810KWP

“我們可以將玻璃印染成各種各樣的顏色，如藍(lán)色、綠色和紅色等等。但是不同的顏色有不同的光效：黑色最高，綠色比較好，紅色還可以，而藍(lán)色則比較差。”阿瑟說(shuō)。

牛津光伏公司表示，公司計(jì)劃今年建造更大型的生產(chǎn)設(shè)施，以便到2014年能夠提供各種尺寸的樣品和試驗(yàn)用面板。而公司的主要目標(biāo)是那些有意向建設(shè)新建筑的客戶，同時(shí)對(duì)于那些對(duì)既有建筑進(jìn)行外觀改造的客戶也很感興趣。

最近發(fā)布的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，去年全球太陽(yáng)能電池的安裝量首次達(dá)到了100吉瓦，比2011年的71吉瓦和2010年的40吉瓦有明顯提高。

膜的競(jìng)爭(zhēng)

人類社會(huì)最主要的能耗是工業(yè)能耗、交通能耗和建筑能耗。隨著人口的增加、城市化的發(fā)展、生活水平的提高，建筑能耗已經(jīng)超越工業(yè)能耗和交通能耗，而居于社會(huì)能耗的首位。太陽(yáng)能光伏作為一種清潔的可再生能源電力，為節(jié)約常規(guī)能源打開(kāi)了一扇光明之門。光伏在建筑上的應(yīng)用，為建筑節(jié)能開(kāi)辟了一條嶄新的道路。

為了達(dá)到商業(yè)化應(yīng)用的電力功效，德國(guó)和日本因?yàn)閲?guó)土面積太小，也沒(méi)有大量的荒漠，無(wú)法鋪設(shè)大面積的光伏陣列，因此在20世紀(jì)90年代，他們提出了“光伏屋頂計(jì)劃”，把光伏電站放到了屋頂上，促成了光伏與建筑的結(jié)合。

光伏與建筑一經(jīng)結(jié)合，便顯示出了它的優(yōu)越性。建筑設(shè)計(jì)師們自從接受了光伏電站的模式，就把它融入到建筑設(shè)計(jì)中，于是出現(xiàn)了光伏采光頂、光伏幕墻、光伏窗、光伏遮陽(yáng)、光伏篷、光伏亭等等。最引人注目的莫過(guò)于光伏建筑一體化（BIPV）市場(chǎng)的發(fā)展。光伏建筑一體化可分為兩大類：一類是光伏方陣與建筑的結(jié)合。這種方式是將光伏方陣依附于建筑物上，建筑物作為光伏方陣載體，起支承作用。另一類是光伏方陣與建筑的集成。這種方式是光伏組件以一種建筑材料的形式出現(xiàn)，光伏方陣成為建筑不可分割的一部分。如光電瓦屋頂、光電幕墻和光電采光頂?shù)取?/p>

紐約MOMA玻璃紙房子

NanoMarkets報(bào)告顯示，到2015年，全球光伏建筑一體市場(chǎng)有望增長(zhǎng)逾50億美元。目前BIPV市場(chǎng)價(jià)值僅為21億美元，截至2015年將提高到75億美元。

美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)去年下半年在馬里蘭州蓋士堡園區(qū)建成了美國(guó)首個(gè)零能耗住宅測(cè)試基地。該建筑看起來(lái)像是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的美國(guó)家庭，兩層樓有四間臥室及三間浴室。科學(xué)家將會(huì)在為期一年的時(shí)間里利用電腦模擬和機(jī)械控制模仿四口之家的活動(dòng)。該建筑將會(huì)在預(yù)定時(shí)間開(kāi)關(guān)電器及照明設(shè)備，所有的能源將直接來(lái)源于住宅本身并完成自給自足。這被視為是BIPV最徹底的一次運(yùn)用，研究院希望借此來(lái)幫助尖端清潔能源技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

在BIPV領(lǐng)域，薄膜太陽(yáng)能電池占據(jù)顯著優(yōu)勢(shì)。薄膜太陽(yáng)電池是新一代的太陽(yáng)能電池，比之傳統(tǒng)的晶體硅電池，具有原材料省、低能耗、低成本、便于大面積連續(xù)生產(chǎn)等顯著的優(yōu)勢(shì)。牛津光伏此次開(kāi)發(fā)出來(lái)的彩色玻璃被業(yè)內(nèi)視為是在原基礎(chǔ)上的薄膜技術(shù)的升級(jí)運(yùn)用。

就光伏建筑的主要應(yīng)用之一太陽(yáng)能屋頂而言，薄膜電池更能發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)。薄膜電池弱光響應(yīng)效應(yīng)更好，單位成本相對(duì)低，薄膜光伏組件更容易與建筑物實(shí)現(xiàn)構(gòu)件一體化，在節(jié)省建筑構(gòu)件等材料費(fèi)用的同時(shí)，還可以通過(guò)發(fā)電產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)收益，并提升建筑物的美感。光伏建筑的另一主要應(yīng)用玻璃幕墻也是如此。可以說(shuō)，未來(lái)光伏建筑一體化的競(jìng)爭(zhēng)核心，就在于這層“膜”。