核心观点
建筑一体化光伏（BIPV）技术将光伏发电与建筑外壳构造功能相结合，为建筑提供多样化的解决方案，将建筑从能源消费者转变为生产者。BIPV技术在减少建筑能耗、降低温室气体排放以及实现城市脱碳方面具有巨大潜力，但其在新建筑和改造项目中的应用仍处于较低水平，主要原因是缺乏针对利益相关者的技术信息和指导。
BIPV 性能要求
- 电力生成：BIPV 模块效率受光伏电池材料和模块设计影响，通常低于标准光伏模块。颜色会影响能源性能，吸光性颜色会导致效率降低，而结构颜色则影响较小。
- 热性能和太阳得热系数：BIPV 系统的热性能受模块温度、太阳得热系数和传热系数影响。通风式 BIPV 系统的传热系数略低于非通风式系统。
- 自然采光和视觉舒适度：BIPV 模块可以实现半透明，让自然光进入建筑，从而节约能源并提高视觉舒适度。
- 隔音：BIPV 系统通常比单层玻璃具有更好的隔音性能。
- 耐久性、可靠性和安全性：BIPV 系统需要满足电气、机械和消防安全要求，并具有足够的耐久性和可靠性。
BIPV 产品
- 光伏电池类型：主要包括晶体硅、薄膜和异质结/多结电池。
- 光伏模块制造：包括标准生产、完全定制和批量定制三种方式。
- BIPV 封面解决方案：包括 discontinuous roof、continuous roof、skylight、rainscreen façade、curtain wall 和 double-skin façade 等。
BIPV 设计决策流程
- 为什么选择 BIPV？：评估 BIPV 的优势，如能源生成、成本效益、合规性、美学提升等。
- 评估建筑场地：考虑朝向、倾角、阴影、公用事业要求和分区法规等因素。
- 进行太阳能可及性研究：使用模拟工具评估太阳能资源。
- 确定年度 BIPV 能量生成目标：设定部分能源抵消、自消耗或净零能耗目标。
- 估算 BIPV 安装容量和能源产量：使用模拟工具确定系统规模。
- 开发 BIPV 设计：选择模块、支架系统、逆变器、字符串和阵列等组件，并进行电气设计。
- 评估可持续性、循环性和生命周期成本：考虑非再生能源回收期、环境足迹和生命周期成本分析。
- 应用商业模式：如净计量电价、电力购买协议和BIPV 作为一项服务。
BIPV 案例研究
本书收录了 24 个国际 BIPV 案例研究，涵盖了不同的应用、气候和建筑类型，为 BIPV 设计提供了灵感和参考。
运行和维护
- O&M 计划：包括联系信息、系统描述、O&M 描述、组件文档、培训和教育、安全、定期性能审查和合规性等。
- 数据监测：使用逆变器制造商提供的平台监测能源生产数据。
- 性能指标：包括最终系统产量、性能比、平面阵列辐照度、模块温度、交流输出电压、电流和功率等。
- 维护：包括 BIPV 模块、布线、逆变器、能源存储系统等的维护。
结论
BIPV 技术具有巨大的潜力，可以为建筑提供可持续的能源解决方案。通过综合考虑性能、美学、可持续性和经济性等因素，BIPV 系统可以有效地提高建筑的能源效率，并降低其对环境的影响。随着技术的不断发展和成本的降低，BIPV 将在未来建筑中发挥越来越重要的作用。
