BIPV时代已经来临,但优秀的BIPV产品还在路上

  • 2020年07月07日
  • 作者: 肖蓓
    肖蓓

    肖蓓

    大中华区高级编辑,Solar Media Limited 旗下 PV-Tech China

    肖蓓于2012年2月加入 PV - Tech ,是公司中文编辑团队的负责人。除了撰写文章和提供中国光伏行业问题和发展的见解, 也是PV-Tech全球网站和国际光伏技术电力等出版物的定期撰稿人。 Carrie (Bei) Xiao joined PV Tech in February 2012 and is head of our Chinese editorial team. In addition to authoring articles and providing insight on domestic industry issues and developments, Carrie is also a regular contributor to our global website and our international PV Tech Power publication.

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如何定义一款优秀的BIPV产品

如何定义一款优秀的BIPV产品

20世纪第二个十年的开始,一场突如其来的新冠疫情似乎在一瞬间让人类意识到了对抗自然的无力。过去的一百年时间里,随着化石能源成为人类主力能源,远超历史各时期的碳排放已经让人类与自然的矛盾走向了危险的边缘。不断升高的地球气温,带来了海平面上升、空气质量恶化、极端天气增加等一系列显而易见的人类生存危机。

气候的变暖,这不是一个未来的故事或者童话故事,这种恐 怖很大程度上已经笼罩在我们的周围。如果我们不采取行动 遏制碳气候的极端变化,到了本世纪末,以今天的标准衡量, 整个地球都将不再适宜人类生存。——《纽约杂志》副主编、作家 华莱士·威尔士

与他观点相同的还有20世纪最伟大的物理学家之一——史蒂芬霍金,即使这颗星球上最具智慧的科学巨匠,似乎也并不看好人类在地球的未来。但目前来看“继续在地球生存下去”显然是更加现实也更需要急切实现的目标。

用清洁能源替代传统能源,尽快推动能源结构转型则是目前控制碳排的最有效方式。在目前各种清洁能源种类中,由于光伏技术在近十年的快速进步,带动了光伏发电成本的快速下降,也使其成为了最经济也最具发展潜力的清洁能源种类。众多知名研究机构的分析表示,本世纪中叶,人类社会将实现完全清洁能源供能,其中光伏发电的占比将达到60%以上。这也完全证明了光伏发电在社会中将承担的巨大责任。

BIPV-巨大分布式市场催生的“光伏新生代”

在光伏发电的两大主要应用模式中,分布式光伏发电近年来发展迅速,尤其对于我国这种地域广阔、经济发展程度不同、资源分布不均的国家而言,分布式光伏更具实际意义。我国西部水力和煤炭资源丰富,但工商业发展较为滞后,电力需求量较低,无论是就地建设电厂将所发电力高压外输还是资源直接外输,都会带来巨大的电力损耗或运输成本。

而工商业和社会经济更为发达的中东部地区,因为资源短缺带来的电力资源紧缺直接导致了高昂的电力价格,因为昼夜用电峰谷的存在,白天用电高峰期电价则更为昂贵,对于耗电量较大的工商业用户而言,高昂的电价则进一步增加了运营成本。

分布式光伏靠近电力负荷中心,直接接入配电网系统,这使得分布式光伏的发电量不需要经过长距离、多级电网、跨区域输送,可以在电力负荷中心就地消纳,能减少光伏发电在输送过程中损耗,是高效的光伏发电利用形式。

而在众多的分布式发电应用模式中,工商业屋顶分布式电站又是最具潜力的形态。根据国家统计局数据,2018年1-5月全国工业用电占比达用电量总计的67%以上,全国工业建筑面积超过60亿平方米,如果将这些建筑屋面用于安装光伏发电,可以安装900GW以上光伏产品,每年可发出清洁约10800亿kWh,而2019年社会用电总量约为72255亿kWh。也就是说,如果能够利用全国工业建筑屋顶面积进行光伏发电,每年所发电力可满足全社会用电的七分之一以上,其潜力可见一斑。

同时,在光伏发电成本快速下降的带动下,国内大部分地区也足以实现“一毛钱一度电”的目标,这也为分布式光伏发电带来了巨大经济性优势。这对于拥有大面积空置工商业屋顶的工商业主而言,可以有效节约用电成本。在满足自身用电的同时,工商业分布式电站“自发自用、余电上网”的模式,也让光伏屋顶具有更大的经济价值,收回成本周期大大缩短。

此外,使用清洁的光伏电力生产可以有效减少企业碳排放,不仅能够满足越发严苛的减排指标,对于越来越国际化的中国企业而言,较低的碳排放水平对于申请海外市场准入资质及相关认证都有着巨大帮助。

也正是在这些因素的共同作用下,分布式光伏发电近年来在国内发展迅速,利用空置的工商业屋顶建设分布式光伏电站也成了越来越多工商业主的一致选择。传统的工商分布式光伏电站建设以在建筑屋顶安装光伏组件产品为主。近年来随着全球各国对绿色建筑的大力支持和光伏技术的不断进步,将分布式光伏发电与建筑材料相结合的建筑光伏一体化(BIPV)产品开始出现。

BIPV产品是具有光伏发电能力的建材产品,相较传统的屋面光伏系统,BIPV产品不仅能满足光伏发电的功能要求同时还可以兼顾建筑的功能要求,是光伏产品和建筑材料的结合体,可以替代部分传统的建筑材料,在建筑设计阶段进行一体化设计,在建设中与建筑主体一体成型。而这些新特性也让BIPV越来越受到市场关注,各类BIPV产品也如雨后春笋一般问世,成为了光伏产品家族的“新生代”。

风口之上,满身“痛点”的“它们”能否翱翔

近年来,大量的BIPV产品上市销售,种类、形式各异,一方面丰富的产品选择为客户建设绿色低碳建筑、建设分布式光伏电站提供了更多的选择和形式;但另一方面,市售BIPV产品也集中体现出一些普遍的痛点。

不具备核心光伏技术:BIPV产品是提供光伏发电能力的建筑材料,因此其发电能力是判断产品优劣的关键指标。目前大部分市售产品生产方在光伏领域并不具备完整产业链,不具备强大的技术研发能力,更没有有效的技术支撑,不能保证其产品搭载前沿的光伏技术和材料,无法提供高效稳定的产品。部分产品甚至仍在使用光伏组件领域已被淘汰的落后技术,转换效率低、发电性能差,发电年限无法保证。

防火性能差:目前市售BIPV产品中,相当一部分都是对普通光伏组件进行简单修改作为BIPV产品安装,此类产品并不能直接作为建筑材料安装,无法满足建筑材料要求。尤其在防火性能方面,其材料特性和产品构成决定其并不具备防火性能,更无法通过相关性能检测。而光伏组件在发电过程中的热斑、直流拉弧等情况更是容易直接引发火灾事故。BIPV作为一种建筑材料,安全是其根本,无法保障防火性能的BIPV产品又遑论安全。

防水性能差:就我国而言,经济发达的中东部地区是分布式光伏发电以及BIPV产品的主要市场。而这些地区也正是我国气候环境较为复杂的地区,降水量高、强降雨天气多发,对建材防水性能有着极高要求。而目前市售BIPV产品很多都采取拼接或者简单的搭接加自攻螺钉点式固定的方式安装,节点多、可靠性差,没有专门的锁边结构,防水性能无法保证,漏水风险高。

维护难度大:市售BIPV产品中,大部分产品强度较低,在踩踏后容易出现电池片隐裂情况,因此需在安装时在屋顶预留维护通道。而维护通道一方面减少了屋面安装面积,且不便于使用机器人维护。另一方面直接踩踏屋顶容易导致屋顶漏水,维护过程复杂,维护难度较大;但与此同时,市售BIPV和BAPV产品在导雨槽和组件边缘容易积累灰尘,可能导致发电量损失和功率衰减,需要长期维护;在这样的情况下,维护难度大和需要长期维护形成了尖锐矛盾。

产品散热差:目前市售BIPV产品面临的另一个普遍问题则是散热。光伏发电特性导致了其在发电过程中会产生热量,而目前市售产品鲜有专门的通风散热设计,产品发电时产生的热量会进一步向下层建筑传递,导致建筑内温度升高,建筑内部降温所需能耗进一步增加。

品牌可靠度弱:BIPV广阔的市场前景也引发了众多厂商的一拥而上,市场竞争鱼龙混杂,部分小厂商产品质量堪忧,发电功率、使用寿命乃至基本的安全性都得不到保障。今天的BIPV市场现状也与多年前的光伏组件市场无比相像,而组件市场的乱象最终导致了众多不具备核心优势的小厂商在残酷的市场竞争中被淘汰,企业的消失也导致售后服务和质保彻底成为空谈。

如何定义一款优秀的BIPV产品

虽然目前市售BIPV产品仍有一些普遍性的痛点和缺陷,但可以看到的是,随着气候问题的不断加剧以及全社会对清洁能源转型的认可度不断提升,包括分布式光伏发电在内的光伏发电应用会越发广阔。而微电网、虚拟电厂、虚拟同步机等一系列新技术的使用,以及“光伏+”应用的不断拓展,分布式光伏市场尤其是BIPV产品将会有巨大的发展空间。那我们应该如何定义一款优秀的BIPV产品呢?从产品本身的核心需求来看,它应该至少满足以下几点特性:

它是稳定高效的光伏产品,搭载领先的光伏技术,具有深厚的光伏技术沉淀和产业链优势,可以将业界最新的光伏科技转化到BIPV产品领域中,具备可靠稳定的长期发电能力和收益能力。

它是安全可靠的放心建材,能够在恶劣的气候环境中始终保证安全稳定,具备强大的防火防水、防雷抗风能力,通过严格的专业机构测试和认证,甚至可以进一步提升建筑部分的寿命。

它是精心设计的优质产品,在设计中充分考量产品应用场景和维护需求,具有良好的保温散热能力,具有强大的荷载能力,能够踩踏、便于维护,将用户的需求融入设计的每一个细节。

它有稳健可靠的品牌基因,来自全球领先的光伏企业,继承技术领先和稳健可靠的双重基因,以领先的研发能力和稳健的财务状况,以企业的长期稳健为客户提供更为优质的产品和更加安心的服务。

毋庸置疑的是,在新一轮能源革命和新技术革命之下,以降低建筑能耗、提升建筑环境友好性的绿色将成为未来建筑领域的发展趋势,BIPV产品也将迎来一个巨大的市场。但同时必须认识到的是,BIPV市场目前仍处在起步阶段,任何行业和市场的起步阶段是在探索中不断前行的,只有深入了解客户、解决客户痛点、满足客户需求才能以更具先进性的产品引领行业发展。而对于一些乘着BIPV风口一拥而上的产品而言,其质量问题、技术问题乃至企业的可靠性问题所面临的风险最终都将转嫁到终端用户身上,不仅会影响整个产业的发展,更令终端用户蒙受了损失。

因此,在BIPV的时代来临之际,相信市场和用户也都在期待一款真正具备技术优势、质量优势、设计优势、品牌优势的优秀BIPV产品。令人兴奋的是,我们已经看到一些技术领先的大型晶硅光伏企业正在进入BIPV产业,也会有更多的优秀BIPV产品在近期和我们见面。这不仅会为激烈竞争的BIPV市场树立全新标杆,更会以高效优质产品进一步推动BIPV产业的良性发展,而这也将是市场和用户都乐于见到的。

来源:隆基新能源

(责任编辑:肖蓓)

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