BIPV和BAPV浅析

一、BIPV与BAPV的概念

BIPV是Building Integrated Photovoltaic的缩写，PV是主词，BI是修饰部分。直译就是"集成到建筑物上的光伏发电系统"。我国业界通常称BIPV为"光伏建筑"或"光伏建筑一体化"。发展实践需要我们对光伏建筑概念作扩展和更准确的界定。

光伏建筑应定义为："安装在建筑物上的光伏发电系统"，"Building Mounted Photovoltaic"，可以简称为BMPV及"建筑光伏"。BMPV 包括在现有建筑上安装的小型、中型和大型光伏系统（BAPV），也包括与新建筑物同时设计、同时施工和同时安装并与建筑形成完美结合的光伏发电系统（BIPV）。涉及的建筑物包括各种民用建筑、公共建筑、工业建筑等一切可以承载光伏发电系统的建筑物。总之，BMPV分为BAPV和BIPV两钟形式。

		（1）平屋顶 (BAPV)。从发电角度看，平屋顶BMPV经济性最好：①可以按照最佳角度安装，获得最大发电量；②可以采用标准光伏组件，具有最佳性能；③与建筑物功能不发生冲突。④光伏发电成本最低,从发电经济性考虑是BMPV的最佳选择。

		（2）斜屋顶(BAPV)。南向斜屋顶BMPV具有较好经济性：①可以按照最佳角度或接近最佳角度安装，因此可以获得最大或者较大发电量；②可以采用标准光伏组件，性能好、成本低；③与建筑物功能不发生冲突。④光伏发电成本最低或者较低，是光伏系统优选安装方案之一。其它方向（偏正南）次之。

		（3）遮阳板。遮阳板有跟踪和不跟踪两种，可采用标准组件或者特制组件，经济性与斜屋顶接近或者稍高，依据具体情况而定。

		（4）光伏幕墙。①光伏幕墙要符合BIPV要求：除发电功能外，要满足幕墙所有功能要求：包括外部维护、透明度、力学、美学、安全等，组件成本高，光伏性能偏低；②要与建筑物同时设计、同时施工和安装，光伏系统工程进度受建筑总体进度制约；③光伏阵列偏离最佳安装角度，输出功率偏低；④发电成本高；⑤为建筑带来额外的"绿色概念"，可提高建筑社会价值，受建筑投资商青睐。

		（5）光伏天棚。①光伏天棚要求透明组件，组件效率较低；②除发电和透明外，天棚构件要满足一定的力学、美学、结构连接等建筑方面要求，组件成本高；③发电成本高；④为建筑带来额外的"绿色概念"，可提高建筑社会价值，受建筑投资商青睐。

（6）其它建筑光伏系统。其它建筑光伏系统包括上述以外的所有建筑光伏系统，如公共交通车站屋顶或者天棚，加油站屋顶，高速公路音障等。经济性与屋顶接近。

三、优势

以BIPV来说，其具有的优势如下：

建筑美学：BIPV建筑首先是一个建筑，它是建筑师的艺术品，其成功与否关键一点就是建筑物的外观效果。在BIPV建筑中，我们可通过相关设计将接线盒、旁路二极管、连接线等隐藏在幕墙结构中。这样既可防阳光直射和雨水侵蚀，又不会影响建筑物的外观效果，达到与建筑物的完美结合，实现建筑大师们的构想。

建筑采光：对建筑物来说光线就是灵魂，其对光影的要求甚高。BIPV建筑是采用光面超白钢化玻璃制作的双面玻璃组件，能够通过调整电池片的排布或采用穿孔硅电池片来达到特定的透光率，即使是在大楼的观光处也能满足光线通透的要求。当然，光伏组件透光率越大，电池片的排布就越稀，其发电功率也会越小。

安全性能：BIPV组件要满足幕墙的三性实验要求和建筑物安全性能要求，因此需要有比普通组件更高的力学性能和采用不同的结构方式。BIPV建筑中使用的双玻璃光伏组件是由两片钢化玻璃，中间用PVB胶片复合太阳能电池片组成复合层，电池片之间由导线串、并联汇集引线端的整体构件。钢化玻璃的厚度是按照国家建筑规范和幕墙规范，通过严格的力学计算得出的结果。而组件中间的 PVB胶片有良好的粘结性、韧性和弹性，具有吸收冲击的作用，即使玻璃破损，碎片也会牢牢粘附在PVB胶片上，不会脱落四散伤人。

安装方便：BIPV建筑是光伏组件与玻璃幕墙的紧密结合。构件式幕墙施工手段灵活，主体结构适应能力强，工艺成熟，是目前采用最多的结构形式。简单来说，就是用BIPV光伏组件取代普通钢化玻璃，其结构形式基本上同传统玻璃幕墙能够相通。这就使得BIPV光伏组件的安装具有深厚的技术基础和优势，完全能够达到安装方便的要求。

寿命长：普通光伏组件封装用的胶一般为EVA。由于EVA的抗老化性能不强、使用寿命达不到50年，不能与建筑同寿命而且EVA发黄将会影响建筑的美观和系统的发电量。而PVB膜具有透明、耐热、耐寒、耐湿，机械强度高等特性，并已经成熟应用于建筑用夹层玻璃的制作。BIPV光伏组件采用PVB代替EVA制作能达到更长的使用寿命。此外，在BIPV系统中，选用光伏专用电线(双层交联聚乙烯浸锡铜线)，选用偏大的电线直径，以及选用性能优异的连接器等设备，都能延长BIPV光伏系统的使用寿命。

绿色环保：BIPV建筑物能为光伏系统提供足够的面积，不需另占土地，还能省去光伏系统的支撑结构;太阳能硅电池是固态半导体器件，发电时无转动部件，无噪声，对环境无污染;BIPV建筑可自发自用，减少了电力输送过程的费用和能耗，降低了输电和分电的投资和维修成本。而且日照强时恰好是用电高峰期，BIPV系统除可以保证自身建筑内用电外，在一定条件下还可能向电网供电，舒缓了高峰电力需求，具有极大的社会效益;还能杜绝由一般化石燃料发电所带来的严重空气污染，这对于环保要求更高的今天和未来极为重要。

四、建筑光伏的现状与政策支持

国外：

《上网电价法》是推动光伏发电发展的强大推力。《上网电价法》的科学性、有效性和可操作性，很快被世界许多国家认同、接受和效法，由德国很快扩张到整个欧洲、美国部分州、韩国、印度等国家，而且范围还在扩大。以在欧洲光伏应用市场占有重要地位的德国为例，德国实施"上网电价法"，投资者力求用最低的投资成本以获得最多的发电量。平屋顶和斜屋顶就成为最佳的选择：可按照最佳或接近最佳角度设计，可采用性能好、成本低的标准光伏组件，系统安装简单，与建筑外维护结构不发生冲突。可获得最好的投资效益，成为光伏投资商最佳选择。

新建筑的增长速度远没有光伏发展快，因此现有建筑成为最主要的佳选择对象，从而使BAPV成为当前的主要市场。幕墙及天棚（BIPV）虽然通过与建筑同时设计和同时安装达到与建筑完美结合，但组件性能因建筑构件的特殊要求使性能大为降低，而且光伏阵列偏离最佳角度，发电少，发电成本高，投资效益低，不成为光伏系统投资商的最佳选择。BIPV能产生"绿色建筑"概念，从而使建筑物增值，因而是建筑投资商的优选，这里不是通过卖电收回成本，而是通过"绿色"概念的增值获得效益。

国内：

与欧洲主流国家相比，我国建筑光伏产业还处在规模化发展前夕，其进一步发展离不开《上网电价法》的大力支持。2011年8月1日，国家发改委正式出台了全国性光伏上网标杆电价。新政策扶持力度远远大于既有政策。此前中国光伏市场扶持政策主要有三种：特许权招标、金太阳工程、光伏建筑应用示范工程。其中特许权招标为最低价中标，目的主要在于探寻中国光伏发电真实成本，中标价格普遍无利可图；金太阳和光伏建筑示范工程则主要补贴部分初始投资，给投资方测算项目回报率带来困难。此次为中国首次出台全国范围内的光伏标杆电价，补贴来源于电力终端消费者，并将在未来根据光伏发电成本变化等因素适时调整，其模式基本与德国一致，无论涵盖区域还是补贴方式都远远强于之前所有政策。我们认为该文件是中国光伏市场逐步大规模启动的标志性政策。

2012年2月24日，工信部印发《太阳能光伏产业"十二五"发展规划》，明确提出"十二五"期间我国发展光伏产业的五大任务：1. 推动工艺技术进步，实现转型升级；2. 提高国产设备和集成技术的研发及应用水平；3. 提高太阳能电池的性能，不断降低产品成本；4. 促进光伏产品应用，扩大光伏发电市场；5. 完善光伏产业配套服务体系建设。

五、建筑光伏的发展前景

一方面，随着传统能源的日益减少，新能源发电的重要性愈发突出，而具有明显优势的光伏发电则会成为新能源中最令人瞩目的焦点。另一方面，由于我国人均土地资源相对匮乏，因此，大型地面电站的建设具有一定的局限性，与之对比，我国城镇和农村住宅屋顶可利用面积巨大，开展建筑光伏应用可以大大减少对土地资源的占用。因此，相信国家会陆续出台相关政策支持建筑光伏的大规模应用，其发展前景十分广阔。

Solarzoom首席分析师Jason Tsai：BIPV的增长速度和客户端的平价上网以及智能电网的进程息息相关,当前中国沿海城市的LCOE(每度电的成本)已有能力做到客户端的平价上网,但由于智能电网及分布式发电的相关政策仍未完善,目前还只有较大型的企业有动力在自己的厂房或大楼装设,预期今年屋顶项目会占中国总装机量的3成左右。