标题：太阳能光电建筑应用
词条概述
  太阳能光电建筑应用:第一位就是要和建筑一体化，要大规模地推广太阳能光伏发电，要把太阳能光伏发电应用到千家万户，一个非常关键的问题是和建筑的一体化。当前太阳能光电建筑应用主要为太阳能屋顶、光伏幕墙等光电建筑一体化。其中屋顶太阳能光电建筑应用较为广泛，其主要特点是：可以调节太阳能电池板与太阳光之间的朝向，我国地处北半球，太阳能电池板要朝南，要朝北就不行，因此光伏幕墙有一定的局限性。
太阳能光电建筑一体化起源
早在1839年，法国科学家贝克雷尔（Becqurel）发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏打效应”，简称“光伏效应”。1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。
20世纪70年代以后，随着现代工业化发展，化石能源正在一天天减少，碳排放量对环境的危害日益突出，全球约有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，其中太阳能以其独有的优势，成为人们关注的焦点。太阳辐射能是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率5%，每年发电量可达5.6×1012千瓦小时，相当于世界上能耗的40倍。正是由于太阳能的这些独特优势，20世纪80年代后，太阳能电池的种类不断增多，应用范围日益广阔，市场规模逐步扩大。
迄今为止，光伏发电经历了漫长的发展过程：① 从天上到地面：主要是1973年第一次石油危机，太阳电池从主要作为空间电源向地面应用发展；② 从独立系统到并网发电：从环保角度出发，由于少用或不用化学蓄电池，并网光伏发电系统比离网的独立光伏系统更科学和环境友好；③ 从屋顶系统到与建筑结合或光伏建筑一体化：从单纯的将光伏组件安装在屋顶上，发展成为太阳电池组件作为建筑材料的一部分。
光伏发电系统与建筑结合的早期形式主要是“屋顶计划”，这是德国率先提出的方案和具体实施的。德国和我国的有关统计表明，建筑耗能占总能耗的三分之一，光伏发电系统最核心的部件就是太阳电池组件，太阳电池组件通常是一个平板状结构，经过特殊设计和加工，完全可以满足建筑材料的基本要求。因此，光伏发电系统与一般的建筑结合，即通常简称的光伏建筑一体化应该是太阳能利用最佳形式。
从简单的使用和安装太阳电池板，到现在能够把太阳电池板和建筑进行比较好的结合，使得太阳能光伏发电得到更广阔的发展空间，“光伏发电与建筑物集成化”（Building- integrated photovoltaics）的概念在1991年被正式提出，是将太阳能利用设施与建筑有机结合，利用太阳能发电组件替代建筑物的某一部分，把建筑、技术和美学融为一体，相互间有机结合，取代了传统太阳能的结构所造成的对建筑的外观形象的影响。利用太阳能设施完全取代或部分取代传统的玻璃幕墙，可减少成本，提高效益。目前，世界上只有德国、西班牙、日本、葡萄牙等少数国家拥有这种建筑。
在我国，光伏建筑一体化是在2006年9月30日深圳太阳能学会年会上首次提出，并有8个单位作报告，介绍他们在建筑物的设计中，用电池片取代房瓦和外墙装修的人造石板，并统一安排建筑物和光伏发电系统一体化设计，使光伏系统合理分布在房顶和墙体中，取得了显著降低光伏建筑造价的效果。当时的说法是，可以在一体化设计中，消化掉光伏系统增加的成本，这是一个意义重大的概念突破。在这次会议上，建筑领域的代表介绍了光伏建筑相关的另一个重要概念，“零能耗建筑”，一旦光伏建筑的发电量达到能够满足住户生活需求。则称之为“零能耗建筑”。
分类
目前太阳能光电建筑应用主要分为两种：
太阳能独立发电系统建筑应用可以实现与常规电力进行切换，从而实现在太阳能发电系统发电量不足的情况下，改由常规电力供电。太阳能电池板产生的直流电力通过逆变器转变为交流电，然后向用电负荷供电，同时多余的电量又通过控制器向蓄电池组充电。在无日照的情况下，通过逆变器由蓄电池向用电负荷供电，当蓄电池的电力不足时，自动切换到常规电力，由常规电力给用电器提供电能。该太阳能发电系统主要由太阳能电池组件、太阳能电池支架、控制器、逆变器、蓄电池组等组成。整个系统全自动运行无需人工管理。
太阳能光伏并网发电建筑应用太阳能电池板产生的直流电力通过逆变器转变为交流电, 不经过蓄电池储能 , 直接通过并网逆变器 , 把电能送上电网 .效率更高，稳定性更好，经济性更优，有利于城市内推广应用。
“太阳能家用发电系统”从1KW-50KW逐一划分，不再单纯的讲每天只发1度电-50度电，而是根据客户在实际使用过程中，每天的用电时间，用电高峰的峰值功率，照明设施，电器设施的负载特性来选择控制器，逆变器，蓄电池的各项技术参数。并且输出的220V交流电全部采取隔离处理，即使家中老人或小孩因不小心触摸到220V电力时也不会发生电击，不会对人体造成任何损伤，这样不仅提高了整套系统的安全性，也提高了整套系统的经济价值。
太阳能光电建筑应用现状
太阳能建筑在中国已经历了几十年的发展。最初的太阳能建筑为中国五六十年代的太阳房，主要采用被动技术，通过被动设计满足人们的基本需求。现在，太阳能技术除被动技术外，还发展了主动技术，这主要表现在太阳能光热利用和太阳能光电利用两个方面。光热利用主要是用于采暖和制冷，根据利用温度的高低分为高温利用、中温利用和低温利用。工程供热主要是太阳能高温利用，日常的生活热水供应主要是低温利用。太阳能光电技术主要是利用单晶硅或多晶硅将光能转化为电能，一般用于航天飞机、空间站或边远地区。太阳能建筑的光电利用，主要是用来实现太阳能照明。
太阳能光热技术在中国的应用非常广泛，具有良好的产业化和商业化基础。而太阳能光电技术，由于其较高的成本，还未像光热那么普及。
中国太阳能建筑发展环境日趋良好。在中国，1998年5月29日签署加入《京都议定书》，2006年12月1日批准施行《可再生能源法》，2007年8月31日发布《中国可再生能源中长期发展规划》，2008年4月1日正式实施《节约能源法》，2008年10月1日开始实施《建筑节能条例》。“节能减排”、“节能省地”成为建筑行业点击率最高的词语之一。这一切都在向人们昭示：中国的房屋建设及其能源问题已成为中国社会的全局问题，太阳能建筑在中国的发展逐渐受到社会各界的广泛关注。
目前，江苏、山东、河北、海南、云南等省，北京、上海、深圳、大连等市已经在新建12层以下居住建筑以及办公建筑、学校、医院、宾馆等公共建筑中开始强制推行太阳能热水系统，因此，应用太阳能热水系统完全可以成为国家层面的建筑节能强制要求，从而让50%或65%的建筑节能目标包含更多的内涵。
在中国太阳能与建筑一体化技术已基本成熟的条件下，太阳能与建筑一体化是中国太阳能利用行业发展的必然趋势。中国政府对CO2减排国际义务的承诺和科学发展观的落实，以及不断加强的建筑节能全民意识和日益成熟的房地产市场环境，促进了建筑节能完整利益链与市场化运行机制的形成，为建筑利用太阳能提供了良好机遇。可以肯定，未来的建筑市场将是节能减排的市场，太阳能建筑将迎来快速发展的春天。
新政开启光电建筑一体化市场
2012年，受欧盟、美国对中国光伏企业“双反”调查影响，中国光伏企业大面积亏损，光伏产业面临着生死存亡的危机。为挽救中国光伏产业，商务部发起对韩国、美国、欧盟光伏产品“双反”调查，同时商务部、国家能源局、财政部、工信部、国家电网公司、众多银行机构联合发起对中国光伏产业的扶持政策。[1]
2012年10月26日，国家电网发布了《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见》。自11月1日起，国内分布式光伏发电项目将可享受全程免费的并网服务。该服务的适用范围包括“位于用户附近，所发电能就地利用，余量上网，以10千伏及以下电压等级接入电网，且单个并网点总装机容量不超过6兆瓦。”根据测算，该范围能涵盖所有的屋顶和光电建筑一体化项目。[2]
商务部、国家能源局、财政部、工信部等四部委和36家银行机构代表在河北保定召开秘密会议，开始讨论中国光伏产业未来发展方向。会上，各部委人士基本达成一致，对光伏企业“保大弃小”，增强竞争力。
国家能源局出台《促进我国光伏产业发展的指导意见》、《分布式光伏发电示范区实施办法和电价补贴标准》等政策，对分布式光伏电价补贴主要内容包括：所有分布式光伏发电项目，包括自发自用和余电上网部分，都可以获得0.4-0.6元/度的补贴。[3]
业内人士预计：“如果把中国现有屋顶的15%-20%安装上太阳能，将会有10万亿的市场。”[4]