在BIPV建筑應用中如何加快光伏產業的健康良性發展探討

馮羽生，徐水太，閻光禮

（江西理工大學，江西 贛州 341000）

在BIPV建筑應用中如何加快光伏產業的健康良性發展探討

馮羽生，徐水太，閻光禮

（江西理工大學，江西 贛州 341000）

介紹了中國光伏產業的發展現狀及面臨的問題，太陽能光伏產業的BIPV建筑利用形式，光伏建筑一體化（BIPV）選用形式及結構設計形式，重點分析了光伏產業發展在BIVP建筑應用中存在的問題及解決辦法，探尋我國光伏產業的可持續發展之路。

光伏系統；光伏建筑一體化；光伏產業

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.07.015

1 中國光伏產業的發展現狀及面臨的問題

隨著全球能源短缺問題日益凸顯，尤其是受兩次石油危機的影響，利用太陽能發電在全球受到高度重視，光伏發電得到了各國政府的大力支持，光伏產業發展迅速。[1]目前，我國光伏產業已經開始走上了自主研發新技術的道路且頗有成效，在技術、成本、市場上具有一定的優勢。現階段我國光伏產業仍處于“哺乳期”，其發展模式主要是政府扶持下的技術進步和規模化的“雙輪驅動”，我國光伏產業的發展在光伏建筑一體化 （Buildingintegrated/attached photovoltaic）應用方面仍然面臨著很多的問題。

2 太陽能光伏產業的BIPV建筑利用形式

生活采暖、熱水、太陽能通風空調和光伏電池提供電源等是太陽能在建筑中的幾種利用形式。具體應用技術類型分為：光熱利用和光電利用。按照不同的利用方式來分，光熱利用又可分為被動式光熱利用和主動式光熱利用。

3 光伏建筑一體化（BIPV）應用

3.1 光伏建筑一體化選用形式

“光伏發電與建筑物集成化”的目標是把光伏器件與建筑材料進行集成。根據光伏組件安裝方式，BIPV可分為建材型、構件型和與屋頂、墻面結合安裝的支架型3種形式。

3.2 光伏建筑一體化結構設計形式

光伏建筑一體化建筑采用合一式光電組件兼作玻璃墻面板，根據光伏方陣與建筑結合形式的不同，BIPV可分為兩大類。一類是光伏方陣與建筑結合，將光伏方陣依附于建筑物上。另一類是光伏方陣與建筑材料集成，通過高科技手段或技術使光伏陣列與建筑材料集成形成一種新型建筑材料，這種新型集成化建筑材料兼具了建材和發電的功能，可以說是物盡其美。以下內容主要考慮的是光伏建筑一體化過程中，光伏材料與建筑材料的結合形式：

3.2.1 屋面光電結構應用

屋面光電結構設計的主要結構形式：架空平屋面和平改坡。（1）架空平屋面。架空平屋面光電結構形式方法有兩種：一種是在屋面荷載條件允許下，在屋面上砌筑150mm×150mm左右方垛，其上面鋪設500mm×500mm光伏屋面瓦架空屋面層；另一種是在屋面柱子部位安裝金屬型鋼構造柱、梁等構造金屬網格單元，加裝光伏屋面瓦組件，形成一個架空屋面光電結構。（2）平改坡。在對即建筑進行結構設計時，應盡量將平屋面改為坡屋面或斜屋面。平改坡后既改善了屋面熱工性能，又利于屋面防水，增加光照面積；還可美化建筑外觀，改善城市空中景觀。當然，在進行屋面光電結構設計時，還要兼顧到其他建筑節能屋面設計。

3.2.2 光電幕墻結構應用

光電材料與建筑材料一體化設計思路：（1）直接將太陽能芯片封裝在特殊建材內部，或做成獨立的太陽能建筑材料；（2）建材生產時預留了光電材料的安裝位置；（3）建筑材料與光電材料的復合。當然還要考慮其他安裝后的影響因素。設計新型光電建筑材料，光電幕墻結構設計的主要結構形式：光電玻璃幕墻和光電外墻。

4 光伏產業發展在BIVP建筑應用中存在的問題

從我國光伏產業的現狀來看，盡管發展態勢逐漸轉好，但在光電建筑一體化過程中光電產業的發展仍然在政策、企業、資金、組織、技術等層面存在著一定的問題。

4.1 政策層面

目前，我國光伏產業的政策補貼、稅收減免政策、政策貸款、政府定價政策相較發達國家而言還不算完善，力度也亟待加強。具體而言：光伏建筑一體化的光伏項目的政策有點缺失，光伏建筑一體化光伏項目補貼資金急待落實，政府光伏建筑一體化建筑的光伏補貼配套措施亟待完善，光伏發電補貼技術要求較高，政府光伏補貼手續過于復雜且機會成本大，對上游光伏企業的稅收優惠政策力度還不夠等。

4.2 企業層面

1)行業兼并整合方面。光伏產業市場供應遠遠大于需求，上、下游產業鏈中產能嚴重過剩；光伏產業的整合重組因強勢光伏企業的低成本逆勢擴張等原因而困難重重。一些光伏企業成為破而不倒的僵尸，這嚴重阻礙了企業的經濟健康發展，使得具有光電建筑一體化材料研發、生產于一身的做大、做強的企業難產。

2)光電建筑一體化的產業鏈不完善、不健全。光電建筑一體化產品產業鏈由原料—硅片—電池片—組件封裝等幾個環節組成；多晶硅提純技術受發達國家的壟斷和控制，致使光伏產品生產所需要的多晶硅原料需要從國外進口，這導致了我國光伏產品的生產成本增高。由于核心技術的缺失，再加上我國光伏產業的封裝銷售又嚴重依賴國外市場，以至于我國的企業只能從產業鏈中間環節賺取微薄加工利潤。因為產業鏈的不完善而完全掌握不了主動權，我國整個光伏企業的利潤低，抗風險能力差，不具競爭力。

3）資金層面。目前，我國光伏發電雖然有了中長期發展規劃，但是還缺少明確的投資渠道和預算，這對于光電建筑一體化技術的開發和市場培育是十分不利的。

4）組織層面。（1）國內競爭消耗嚴重：十幾年前我國民企光伏產業由于成本高、競爭力不足等諸多問題，致使行業內彼此競爭加劇，增大了我國產業的內耗，現又由于大型央企、國企的加入，導致情況更加惡化，致使中國光伏企業更加舉步維艱，這不利于光伏產業的健康發展。（2）缺少光電建筑一體化的專業化隊伍：光伏建筑一體化建造行業是一個新興的行業，目前，我國缺少大量的建筑一體化系統的設計、安裝、運營等各階段的專業化隊伍。（3）公眾意識淡薄：我國光伏建筑一體化可利用建筑面積雖然有50億平方米之巨，但我國大都市包括首都北京，還沒有一家實現光電建筑一體化安裝；我國每年新增幾千萬平方米住宅，卻還沒有出現建筑一體化的光伏系統，這些事實都反映了我國對于化石能源危機，環境問題的公眾意識遠遠落后于客觀形勢。

5）技術層面。（1）核心技術缺失。光伏產業的核心技術多掌握在美國、日本和德國等發達國家的手里，對多晶硅的提煉，我國還是使用落后的生產方法；同時對于多晶硅回收技術也同樣缺失，光伏產品不具備競爭力。（2）行業質量與標準方面：參與國際標準的制定不積極；實驗室建設重復，高端測試能力不夠，研發技術標準能力低；制定、修訂光伏產業的標準進展緩慢；光伏發電產業綜合性相關標準協調工作不到位；太陽能電池標準測量與標定平臺缺失。（3）光伏并網方面：太陽能豐富地區（如西藏、新疆等）與電力負荷需求區距離遠，輸送能力不便，制約了光伏發電長遠的發展；分布式發電機制，有待梳理；光電建筑一體化在居民中推進的一大阻礙是：分布式光伏發電需要屋頂來建立電站，但投資方一般難以獲得業主屋頂的產權，電站產權制度的設計還尚未出臺。

5 解決光伏產業發展在BIVP建筑應用中的問題的建議

5.1 政策層面

我國政府可以通過組合優化的政策、加大研發的支持、探索分類電價制度化設計、嘗試用戶端多端口補貼、開展電力市場零售端競爭等多種手段和措施，來制定光電建筑一體化建筑相關企業的短期、中長期發展的支持政策。尤其是促進建筑一體化的光伏產業發展的光伏發電、光伏發電并網、引進光伏發電外國技術和資金的優惠政策、加速培養光伏發電技術人才政策、加大力度宣傳光伏發電應用政策、邊遠地區離網供電等政策應當優先出臺。建立專項扶持資金，在金融財稅等環節實施費用減免政策，通過稅收的方式引導光伏建筑一體化產業鏈的健康發展。制定短期、中長期光伏支持政策。

5.2 企業層面

5.2.1 行業兼并整合方面

政府健全光伏產業相關法律，政策引導，打破障礙，加快企業的整合力度，促進企業的良性兼并重組，形成一些具有光電建筑一體化材料研發、生產、銷售于一體的綜合性企業。

5.2.2 建立完整的產業鏈體系

在產業鏈方向上，上游生產原材料多晶硅，中游加工硅片、電池片，下游搞營銷。我國目前光伏產業現狀是：上游靠進口，下游靠出口，中游競爭力不足。改變落后產業鏈格局，建立健全產業鏈體系：加大對原料生產企業的政策扶持力度，鼓勵上游企業建立多晶硅研發、生產基地，減少原料進口；提高中游光電組件加工質量，擴大產品規模和形成規模效益，建立品牌示范效應；下游加強與市場的聯系，建立完善銷售服務渠道。

5.2.3 資金層面

建立光電建筑一體化基金和國家專項資金渠道，引導民間資本對光伏產業的關注和支持，同時，制定相關配套的引資融資管理辦法。

5.2.4 組織層面

1）制定行業規章、制度，加強行業管理，促進協調發展：國家要給予行業組織更多的支持，制定光伏建筑一體化的行業規章、制度，加強對行業的管理和指導；建立有威信的光伏行業組織，加強行業組織的協調能力和影響力，協調行業內的沖突和矛盾，減少光伏行業的內耗，保障我國光伏產業的協調發展。

2）加速光電建筑一體化專業化隊伍建設：加快培養光伏發電技術設計、生產、使用的人才。建立光伏專業人才培養基地，加強同發達國家、組織合作，采用多種途徑加速人才培養；國家同地方合作，建立中級和實用人才的培訓體系，建立技術資格證制度。加速形成光伏建筑一體化從設計、安裝、運行、維護、檢修的全階段的的專業化隊伍體系。

3）強化公眾教育，增加房權收益：加強對公眾能源資源緊缺和環景保護的教育，增強民眾生態環保意識。加強綠色、環保意識宣傳，組織研發機構和媒體對民眾開展科普宣傳和激勵綠色消費的活動，為進一步擴大內需鋪路。簽訂房權使用權讓渡合同，增加住戶的房權收益。民眾要逐步建立循環經濟和綠色消費理念。

5.2.5 技術層面

1）堅持技術創新，提升核心競爭力：光伏產品的成本和品質決定了光伏產業的全球競爭力。這需要我們通過對現有制造工藝進行完善和改進，建立高水準技術研究中心，加大對技術的研究與創新，在技術上取得突破，研發出清潔高效、成本低廉的高純度多晶硅提煉技術和相關設備。通過各種方法設計出新的光伏電池結構，研發出新型的電池材料等方式降低產品生產成本，提高我國的光伏產品在世界光伏市場上的競爭力。

2)行業質量與標準方面：（1）我國質量監管部門依據目前客觀情況，自下而上，遵循企業標準—行業標準—國家標準—國際標準的技術標準制定原則，發揮企業作用，從企業標準做起，根據光伏建筑材料一體化的選用形式和建筑結構設計形式抓緊落實國家相關標準的制定；積極參與國際光伏行業的標準制定工作，盡快完善行業標準；在沒有國家標準時，可先行出臺一些“認證標準”，以后再升級到國家標準。（2）建立高端的光伏實驗室，積累、提煉相關方面的經驗，使得國家具有新標準的研發能力。（3）盡快建立太陽能標準測量和標定平臺，使得我國光伏行業具有與世界發達國家光伏電池測量標準相對應的標準測量與標定體系。（4）政府預留部分經費用于加強基礎設施建設，包括對已有實驗室（檢測設備、檢測能力）、公共測試平臺、培訓機構和培訓體系等建設。

3)光伏并網方面：參考國外先進經驗，根據我國國情制定出臺相應的光電建筑一體化的政策、法規、標準，先行電力公司試點示范，逐步推廣，強制接收光伏并網，靠優惠上網電價吸引各路資金投入光電建筑建設中，同時建立長效上網電價定價機制，完善分布式光伏發電機制。另外，國家通過相關措施應盡快打通西部地區向東部缺電地區電力輸送的通道，以解決西部光伏電力消納問題。

【1】馬馳，章玨瑩.我國光伏產業分析和發展建議[J].經營與管理，2012（23）：63-65.

【2】李蔚，馮曉良，劉杰.太陽能光伏技術在建筑中應用[J].建筑電氣節能技術，2013，12（6）：5-8.

Discussion on How to Speed up the Healthy Development of Photovoltaic Industry in theApplication of BIPV Building

FENGYu-sheng,XUShui-tai,YANGuang-li
（JiangxiUniversityofScienceandTechnology,Ganzhou341000,China)

This paper introduces the Chinese photovoltaic industry development status and problems,BIPV bulding using forms of the solar energyphotovoltaic industry,and buildingintegrated photovoltaics (BIPV) selection formand structure design form.It focuseson analysisingproblemsandmeasuresofphotovoltaicindustrydevelopment inBIVPconstructionapplication,toexploreChinesephotovoltaicindustrysustainabledevelopment.

photovoltaicsystem;photovoltaicbuildingintegration;photovoltaicindustry

TU201

A

1007-9467（2016）07-0025-02

2016-6-20

馮羽生（1980～），男，河南延津人，講師，從事工程造價安裝和機械制造及其自動化數控研究，（電子信箱）121847411@qq.com。