建筑分布式光伏利用现状及未来趋势研究

发表时间:2021/6/16   来源:《建筑科技》2021年4月下   作者:段晓龙 刘璐
[导读] 我国太阳能光伏利用主要为地面光伏电站和分布式光伏两种;地面电站所占份额达到 70%,主要分布在西北太阳能资源丰富区域;而分布式光伏主要分布在中东经济发达、用能需求大的地区,是未来光伏的主要发展趋势。本文分析了中国建筑光伏分布式利用现状,并探究了其未来发展趋势。

陕西西安隆基绿能光伏工程有限公司 段晓龙 刘璐    710000

摘要:我国太阳能光伏利用主要为地面光伏电站和分布式光伏两种;地面电站所占份额达到 70%,主要分布在西北太阳能资源丰富区域;而分布式光伏主要分布在中东经济发达、用能需求大的地区,是未来光伏的主要发展趋势。本文分析了中国建筑光伏分布式利用现状,并探究了其未来发展趋势。
关键词:地面光伏电站;分布式光伏;光伏建筑一体化
        光伏建筑一体化(简称 BIPV)是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,是建筑物必不可少的一部分,既发挥建筑
        材料的功能(如遮风、挡雨、隔热等),又具备发电的功能,使建筑物成为绿色建筑。这与附着在建筑物上的太阳能光伏发电系统(简称 BAPV)不同,BIPV 的电池作为建筑物外部结构的一部分,既具有发电功能又具有建筑材料的功能,BAPV 为依附于建筑的太阳能光伏系统应用形式,实际项目以屋顶光伏电站为主,本研究统计分析的对象包含 BIPV 和 BAPV。
        1光伏建筑一体化行业现状
        1.1行业发展现状
       从2015年开始至今,中国的光伏组件出货量以及新增和累计光伏装机容量继续保持全球双料第一位置。截至 2019 年底,累计并网量达到 204.30GW,同比增长 17.3%;全年光伏发电量 2243 亿千瓦时,同比增长26.3%[1]。从国家能源局取得数据,历年来光伏的装机容量数据如表 1 所示。

 

       在能源局统计的“ 分布式光伏” 应用中, 截至2019年底,国内光伏累计装机204.3GW,包括141.67GW 集中式电站、62.63GW 分布式电站。“分布式光伏”中估计有 50% 在建筑中安装,也就是 2019年约 6GW 为建筑光伏系统,截止 2019 年累计约 30GW为建筑光伏系统。
        1.2 应用成本分析
        近 10 年,光伏组件与传统的光伏系统的价格降低了近 80%,标准光伏组件甚至降到了 1.5 元 / 瓦,不到300 元 /m2。这就加大了光伏组件集成到其他产品(如建筑构件)中的可能性,光伏的度电成本已经实现用户侧全面平价,揭示了光伏能源与建筑结合具有巨大的技术和经济潜力。
        光伏建筑一体化的大部分潜力仍未被利用,主要是因为标准化的产品还无法满足各种建筑性能要求,设备或者工艺的局限性还无法为建筑师提供更大设计自由度的创新光伏建筑一体化产品,如颜色、感官、尺寸、透光率等。因此光伏建筑一体化系统大部分设计都需要进行“光伏组件”到“光伏构件”的二次加工,非标产品的定制大大增加了系统使用成本,因此未来在该领域需要进一步突破,进行技术革新、降低二次加工成本、产品标准化、加强产业链整合与创新。
        展望“十四五”,BIPV 造价从最初的 280 元 / 瓦下降到当前市场的 5-6 元 / 瓦,未来有望再下降一半到 2-3 元 / 瓦。按照每平方米晶硅 150 瓦,也即每平米300-450 元,而常规屋顶造价基本在 100-150 元,相当于晶硅造价的 1/3,晶硅每平方米每年发电 180 度电,收入100元,这样2-3年收回投资,因此可以进入普及期[2]。
        2建筑光伏系统发展潜力分析
        2016年,全国建筑总面积达到 634.87 亿平方米,其中公共建筑面积约 115.06 亿平方米,占比 18.12%;城镇居住建筑面积 278.64 亿平方米,占比 43.89%;农村居住建筑 241.17 亿平方米,占比 37.99%。假设建筑屋顶面积平均占建筑面积的 15%,南立面面积也占建筑面积的 15%,屋面可安装光伏比例系数取 20%,南墙可安装光伏比例系数取 20%。截至 2016 年,可利用的南墙和屋面面积为 190.46 亿平方米,按照可用面积的 20% 用于安装光伏系统计算,届时可安装光伏的建筑面积约为 38 亿平方米。根据屋面安装 120W/m2、南墙安装 80W/m2 光伏系统进行计算,2016 年建筑光伏最大装机容量可高达 380GW,光伏建筑一体化发展空间巨大[3]。
        3行业发展策略研究
        近年来,光伏建筑一体化作为一种新兴的光伏应用场景,在全球范围内受到越来越多的关注,在建筑行业和光伏行业中也有越来越多的企业进行光伏建筑一体化业务布局,但新兴事物的成长总会伴随着一系列问题,光伏建筑一体化同样如此。目前我国光伏建筑一体化项目存在的问题大致可归纳为以下几方面:政策影响、发展路线、行业标准及光伏和建筑两个行业的融合度。为推动可再生能源在建筑领域规模化高水平应用,促进我国光伏建筑一体化产业快速健康发展,可以考虑从以下几个方面来快速推进行业的发展:(1)政策层面:鼓励建筑规划、设计时,在满足建筑功能和安全条件下优先考虑光伏材料。可参考绿色建筑行业的鼓励政策通过容积率优惠、不限购、不限价等优惠措施让开发商有动力。(2)标准层面:推进完善光伏建筑一体化国家标准体系,以便于新建光伏建筑一体化项目能够顺利通过建筑验收。(3)经济层面:对光伏建筑一体化形式给予适当的专项投资补贴,对于新建或改造建筑使用符合国家标准的光伏建筑一体化产品,国家验收合格后依据安装面积给予一次性投资补贴。通过对超低能耗、近(净)零能耗建筑的补贴间接鼓励采用光伏建筑一体化技术。(4)其他层面:制定强制性推广措施,要求片区内一定比例新建筑规划中,强制性采用光伏一体化产品,或者强制性规定新建筑耗能必须实现一定比例能源自给。
        4结论
        (1)目前我国的光伏电站主要以地面电站为主,占到总装机量的 70%,主要分布在甘肃、青海、内蒙等太阳能资源丰富的西北地区,而我国分布式光伏发电主要集中在浙江、江苏、山东等经济发达、用能集中的中东地区。(2)随着我国光伏发展策略的调整以及西北地区日益加重的弃光现象,大型地面电站的建设将受到影响,分布式光伏所占份额将得到提高,特别是在经济发达地区,是未来光伏利用的主要形式。(3)随着国家大力推动光伏建筑一体化产业,并出台相关扶持政策,光伏建筑一体化产业将迎来高速发展,到 2025 年,全国光伏建筑一体化系统可安装容量预估可达到 35GW,按每瓦 3 元计算,“十四五”可预测的市场规模将超千亿元。
参考文献
[1]国家能源局.2019年光伏发电并网运行情况[EB/OL].
[2]2018 中国建筑能耗研究报告 [J]. 建筑 ,2019(02):26-31.
[3]郝雨楠,高阳阳,李昊鹏,王静文.国内外光伏建筑一体化的现状及未来发展趋势研究[J]. 门窗 ,2019(07):19-22.

 

 

 

 
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