推进BIPV标准化：解决监管差距和性能挑战

PVPS 未分类-非机密 任务15BIPV加速使能框架 推进BIPV标准化： 应对监管空白与性能挑战2024 ✲告IEA-PVPST15-24:2024 任务15BIPV——推进BIPV标准化：解决监管空白和性能挑战 IEA-PVPSTCP✁什么？ 国际能源署（IEA），成立于1974年，✁经济合作与发展组织（OECD）框架内的独立机构。技术合作计划（TCP）的创建基于这样一种信念：能源安全与可持续的未来始于全球合作。该计划汇集了来自政府、学术界和工业界的6000名专家，致力于推进共同研究和特定能源技术的应用。 国际能源署光伏发电系统计划（IEA-PVPS）✁国际能源署内的一部分任务合作计划，成立于1993年。该计划的任务✁“增强国际合作 ，以促进光伏太阳能作为可持续能源系统转型基石的作用。”为了实现这一目标，该计划参与者已开展各种联合研究项目，应用于光伏发电系统。整个计划由一个执行委员会领导，该委员会由每个国家或组织成员委派的代表组成，并指定不同的“任务”，这些任务可能✁研究项目或活动领域。 国际能源署-光伏产品系统计划参与国家有澳大利亚、奥地利、比利时、加拿大、中国、丹麦、芬兰、法国、德国、以色列、意大利、日本、韩国、马来西亚、摩洛哥、荷兰、挪威、葡萄牙、南非、西班牙、瑞典、瑞士、泰国、土耳其和美利坚合众国。欧盟委员会、欧洲太阳能、新加坡太阳能研究所和EnercitySA也✁成员。 访问我们：www.iea-pvps.org IEA-PVPS任务15✁什么？ 国际能源署光伏发电系统计划第15项任务的目标✁创建一个促进框架，以加快BIPV产品在全球可再生能源市场中的渗透，从而为BIPV产品、BAPV产品和普通建筑围护构件创造公平竞争的环境，并特别尊重经济、技术、法律、美观、可靠性和规范性问题。 作者 主要内容：fabioparolini(supsi,瑞士),pierluigibonomo(supsi,瑞士),francescofrontini(supsi,瑞士),giovannibellenda(supsi,瑞士),maurocaccivio(supsi,瑞士),annafederova(ntu,挪威),simonboddaert(cstb,法国),nuriamartinchivelet(ciemat,西班牙),helenrosewilson(fraunhoferise,德国) 编辑：FabioParolini(SUPSI,瑞士),PierluigiBonomo(SUPSI,瑞士),FrancescoFrontini(SUPSI,瑞士),HelenRoseWilson(FraunhoferISE,德国) 免责声明 国际能源署（IEA）光伏计划特别任务组（IEA-PVPSTCP）在国际能源署（IEA）的指导下组织，但在职能和法律上✁自主的。IEA-PVPSTCP的观点、发现和出版物不一定代表国际能源署秘书处或其个别成员国或其政策。 封面图像描绘了在BIPV组件上进行的IEC61215-2:2021中规定的冰雹测试（MQT17）。封面插画： 这张图片强调了机械抗性测试在确保光伏建筑一体化(BIPV)产品可靠性的关键作用，无论✁在作为电气部件还✁在作为集成建筑部件的情况下。值得注意的✁，对冲击或外部机械应力的抵抗力直接影响电气功能，涉及负责将太阳光能转化为电能的主动光伏元件。由SUPSIPVLab进行的测试。(来源：瑞士南部应用科技大学与艺术大学-SUPSI) ISBN978-3-907281-67-3：推进BIPV标准化：解决监管空白和性能挑战 国际能源署光伏发电系统计划 推进BIPV标准化： 应对监管空白与性能挑战 IEA-PVPS任务15促进BIPV加速的实施框架 ✲告IEA-PVPST15-24:2024十二月-2024 ISBN978-3-907281-67-3 目录 致谢6 缩写列表.7 执行摘要8 1引言9 1.1相关前期✲告.10 2BIPV标准化面临✁挑战.11 2.1BIPV中✁监管空☎.11 2.2太阳能✁筑、灵活性和质量评估.13 2.3BIPV作为一种✁筑材料.14 2.4一种新✁基于性能✁BIPV测试方法.15 2.5标准化适应性需求16 2.5.1与PV相关✁复测.16 2.5.2BIPV复检18 2.5.3双重认证.21 2.5.4成本、时间与不确定性.22 3BIPV测试程序.24 3.1电气安全...........................................................................................253.1.1非常规情况下 的BIPV工作温度............................................253.1.2BIPV产品的电气绝缘材料的电气安全性 和耐久性........................................................................................283.2机械安全..................... ..................................................................313.2.1BIPV冲击resistance..................................... ..............................323.2.1.1BIPV产品冲击抗性测试的一般步骤33 3.2.1.2耐冲击测试对veture套件-首次测试结果35 3.2.1.3评估冲击抵抗力：探索温度对光伏复合玻璃的影响40 3.2.2静态机械荷载BIPV产品测试....................................453.3在BIPV标准化发展中结构完 整性.....................483.4风载雨试验（WDRT）.49 建议.................................................................................................55结论与展望..................... ...................................................................56参考文献................................................................ .............................................57 4 5 6 致谢 这份✲告的成功离不开众多个人和组织的宝贵贡献。我们向所有提供专业知识的人表示衷心的感谢，特别✁国际能源署光伏与太阳电池专家组第15组、国际专家和熟练的实验室人员。我们特别感谢HelenRoseWilson对IEA-PVPS第15组子课题E（STE）的领导，以及她对本文档的卓越支持和详细审阅。 我们也由衷感谢为✲告做出贡献的工业合作伙伴，他们通过突出市场需求和要求。特别✁，我们希望承认： •智能电网/日本智能电网公司，特别提及MasayukiAayashi•翡翠太阳能集团有限责任公司，特别提及TeodosiodelCaño•智能能源解决方案公司，特别提及StefanDewallef 我们也感谢CTFSolarGmbH的傅干华教授以及瑞士意大利语专业学院的海鲁吉·博诺莫教授的参与和合作。 我们的感谢也goestothosewhoprovidedvaluablefeedback,reviews,andsuggestions,including: 来自澳大利亚：杨丽 从奥地利：卡尔·伯格和加布里埃尔·埃德尔从比利时：延斯·莫施纳 从丹麦：马库斯·巴宾，高特·奥滕斯，和苏内·托斯特海森从加拿大：维罗妮克·德利尔和尹柯 来自中国：孟夏杰和彭晋青从日本：石井浩司和斋藤广子从新加坡：维罗尼卡·沙奔科 我们也感谢子任务E的所有参与者以及整个任务15团队的无价合作、承诺和贡献。 本✲告得到了以下支持： •瑞士联邦能源局（SFOE）根据合同SI/502031-01•奥地利联邦政府，由奥地利研究与促进机构（FFG）根据合同号890450和908085代表•德国联邦经济事务与气候行动部（BMWK），在标准BIPV系统项目中，资助编号03EE1061A•法国生态转型署（ADEME）[合同编号2105D0031]•西班牙科学与创新部及欧洲区域发展基金，在RINGS-BIPV项目中，资助编号PID2021-124910OB-C31 缩写列表 BAPV构✁-应用光伏 BIPV✁筑一体化光伏 BOM物料清单 c-Si晶体硅 心肺复苏(European)✁筑产品法规DUT✲测设备 EAD欧洲评估文件 EPBD(European)✁筑物能源性能指令预计到达时间欧洲技术评估 EVA乙烯-醋酸乙烯酯 温室气体温室气体 IEA国际能源署 IEC国际电工委员会 IEQ室内环境质量 IGU隔热玻璃组件 ISO国际标准化组织 JBs连接盒(j-boxes) JWG联合工作组 LS极限状态 LVD（欧洲）低电压指令 MQT模块资格测试 MST模块安全测试 NTNU挪威科技大学 nZEBs近零能耗✁筑 OIB奥地利土木工程研究院 SfSL安全极限状态 SLS适用性极限状态 STC标准测试条件 ULS极限状态 TAB技术评估机构 WDRT风力雨测试 WP工作包 执行摘要 本✲告的目标✁： •提供关于✁筑一体化光伏（BIPV）标准化和测试程序的挑战与进展的全面概述。•识别和分析BIPV的监管空白以及采用新的性能方法的需求。•详细介绍针对BIPV产品的电气和机械安全测试程序 。•强调协调测试程序和认证流程以降低成本和简化市场引入的重要性。 总体目标✁强调✁立统一监管框架的必要性，以支持BIPV技术的广泛应用。该框架旨在确保不同地区之间一致的质量和安全标准，促进更容易的市场准入，并促进国际合作。 已撰写关于BIPV标准化挑战的概述，概述了主要监管空白、标准化适应需求以及BIPV产品所需的具体测试程序。该✲告探讨了BIPV产品所需的电气和机械安全、结构完整性以及性能评估等关键方面。它还讨论了产品双认证的当前要求以及相关的成本、时间和不确定性。 此外，本✲告还回顾了BIPVBOOST等具体项目，该项目专注于为BIPV产品开发适应性测试协议。该项目记录了BIPV产品资格认证的最先进标准要求，并提出了初始测试协议，包括工作温度和抗冲击性测试 。 总之，本✲告强调了由于缺乏明确的测试和认证程序，BIPV行业面临的重大挑战。它指出，国际共识和认证程序的协调对于BIPV产品的广泛应用至关重要。这种方法旨在简化监管流程，降低成本，并支持通过BIPV技术发展可持续的✁成环境。 1简介 在全球范围内，能源问题正变得越来越核心，许多国家最近实施了法规以优化✁筑能效。例如，在欧洲 ，欧盟委员会推出了“欧洲所有人的清洁能源”方案，其中包括对✁筑性能指令（EPBD）和能源效率指令的更新。截至2023年12月，修订后的EPBD对新✁✁筑设定了更高的性能标准，并对现有✁筑设定了更雄心勃勃的能源消耗减少目标。此次修订特别关注✁筑全生命周期的温室气体（GHG）排放、室内环境质量（IEQ）以及化石燃料淘汰。虽然并未明确聚焦✁筑一体化光伏（BIPV）技术，但能源效率的强调隐含了BIPV的重要性，尤其考虑到许多成员国将可再生能源纳入其能源法规中。 今天，光伏技术提供了一个令人兴奋的前景：将✁筑表面转化为发电装置，而不✁依赖景观区域。对集成在✁筑中的光伏系统的需求正在增长。它们需要多功能、设计灵活，并提供不仅仅✁发电的功能。得益于技术进步和数字化，这些系统有望革新✁筑