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     太阳能作为一种新型能源，随着人们认识与实践的不断加深，得到了越来越广泛的应用。有关数据显示，2009年，世界光伏累计装机容量已接近23GW，近10年平均年增长42%。“光伏发电是发展速度最快的产业之一，建筑应用是城市和村镇光伏技术应用的主要方式”，近日，在2010中国建筑论坛上，中国可再生能源学会太阳能建筑专业委员会秘书长张磊如是说。

    如何在建筑中利用太阳能来发电？太阳能光伏与建筑如何实现一体化？两者的结合面临着哪些问题？在论坛上，业内专家纷纷建言献策。

    建筑是太阳能光伏城市应用的主要载体

    2009年以来，国家有关主管部门陆续出台了一系列关于促进并网光伏发电工程应用的政策、措施和办法，大大加快了我国并网光伏发电工程应用从试验示范阶段走上广泛工程应用的“快车道”步伐。

    2009年3月，财政部、住房和城乡建设部共同发布政策，就加快推进太阳能光电建筑应用提出实施意见，明确太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法。中央财政首批安排预算12.7亿元，用于国家光电建筑应用示范项目建设。

    2009年7月，财政部、科技部以及国家能源局三部委启动了“金太阳示范工程”，初步预算工程总投资近200亿元。当年国内新增光伏装机160MW，累计装机达到300MW，500千瓦级光伏并网逆变器等关键设备实现国产化，并网光伏系统开始商业化推广。

    张磊指出，这两个项目的启动，给太阳建筑光伏产业注入了一剂“强心剂”。这在我们国家能源结构调整和拉动内需的大背景下，让光伏产业的发展赢得了契机。但是，除了大型的电站外，要想在城市中应用，那只能是建筑。建筑将是太阳能光伏技术在城市应用的主要载体。在城市土地资源日益紧张的情况下，建筑的立面成为太阳能光伏应用的最好资源。

    向太阳能产业提出高要求

    根据测算，到2010年底，我国总建筑面积约450.2亿平方米，其中城市房屋建筑面积为209.9亿平方米，村镇房屋建筑面积约为240.3亿平方米。可用于安装光伏系统的面积合计200.3亿平方米。其中，屋面面积为93.2亿平方米，南墙面面积为107.1亿平方米。

    张磊说，在建筑这有限的面积里，既要装太阳能光热系统、又要装太阳能光电系统，其实对太阳能产业的发展提出了一个很高的要求，主要包括：光电系统要不断提升品质，光伏电池要提高转化效率，否则会占用建筑很大面积；作为建筑的部件或是立面符号，光伏电池的颜色与质感要与建筑立面的形象统一，目前可选用的产品普遍还做不到这一点；光伏电池要有一定的强度和韧性，能抵御风、雨、雷、电等天气变化以及自然灾害，实现与建筑同寿命；太阳能光电系统的尺寸与模数应与建筑物各个部件的模数体系相协调、匹配。

    从规划开始，设计是关键

    “光伏建筑一体化，关键的一点就是要有专门的设计。设计最关键。”张磊认为。

    张磊说，实现光电建筑一体化的目标，不单单是太阳能光电产品的问题，要从安装位置、整个系统的经济性能、设计、安全等多个层面来考虑和设计。要保证安装在建筑物上的太阳能光电系统能够最大限度地获得太阳能，就要求建筑师在设计时，不但要考虑阴影影响、光伏方阵朝向、安装角度等问题，同时还要考虑挑选的位置有利于后期的清洁维护等问题；在经济性能方面，要考虑在一个建筑上安装多少面积的光伏电池、产品的效率有多高，这样才能测算出节能效率；在系统设计方面，不仅要考虑光电系统本身的设计，还要考虑到电气的设计，光电系统是接到建筑的电气系统中，要考虑与电气系统如何接入和匹配的问题。

    因此，张磊认为，太阳能光电系统与建筑结合，必须从规划设计开始。

    标准规范让建设有章可循

    北京市新能源与可再生能源协会光电专委会主任王长贵指出，标准、规范及质量检测认证体系是搞好并网光伏发电工程建设的重要技术措施。我国并网光伏发电系统的工程建设方兴未艾，应从一开始就狠抓标准、规范和质量认证体系的研发创新，使工程建设有章可循、健康发展。

    目前，我国已发布和正在编写的专门涉及并网光伏发电的国家标准不到10部。其中，已发布的有《光伏发电站接入电力系统的技术规定》（已作废）和《光伏系统电网接口特性》等；已经编制出征求意见稿、送审稿和报批稿的有《光伏系统并网性能测试方法》、《光伏发电系统并网安全规范》和《并网光伏发电专用逆变器技术要求和测试方法》等。

    2010年8月1日，由中国建筑设计研究院和中国可再生能源学会太阳能建筑专业委员会联合主编的行业标准《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》正式实施。今后，我国新建、改建和扩建的民用建筑光伏系统设计要纳入建筑工程设计，统一规划、同步设计、同步施工、同步验收，与建筑工程同时投入使用。

    张磊说：“编制规范时，我国光伏的应用还很少，但是从去年开始光伏出现了井喷的现象。可以说标准出版得非常及时。”

    科技创新是重要保障

    近年来，我国光伏产业飞速发展。目前，已建成20多个先进的大型光伏电池制造企业。2008年，我国光伏电池及组件产量居世界首位，其中98%以上出口国际市场，并且主要应用于并网光伏发电系统。但是，我国光伏产业的发展基本上是依靠引进国外设备和生产线，通过消化、吸收和再创新来提高国产化能力的模式。由于技术水平、人才培养等方面的滞后，研发力量薄弱、缺乏自主创新能力的状况依然存在。

    王长贵说，为把我国并网光伏发电工程开展得更好、更快、具有更高质量、更先进水平，科技创新应作为最重要的保障措施紧紧跟上，积极开展工程应用中提出的新技术、新产品、新设备的科技创新工作。

    为从根本上提升光伏发电的可调节性，王长贵认为，应将研发采用与之配合的抽水蓄能技术、大容量长寿命低成本蓄电池技术、超级电容器蓄能技术、飞轮蓄能技术、压缩空气蓄能技术及超导蓄能技术等多种蓄能技术及装备提上日程。他指出，这类技术获得突破之日，将是我国光伏发电成为电网主力能源之时。

    我国目前有多家公司生产光伏组件功率特性检测设备，但光伏方阵、光伏系统的现场检验测试设备和功率调节器的现场检验测试设备等尚是空白，这就为验收和评估光伏发电系统带来困难，已成为顺利实施“太阳能光电建筑”和“金太阳示范工程”以及各种光伏电站工程迫切需要解决的关键装备。对此，王长贵强调，应引起重视，列入日程，加快研发。(刘月月)

来源：中国建设报