BIPV的優(yōu)缺點

BIPV的優(yōu)點

BIPV發(fā)展如此迅猛，與它本身具有很多優(yōu)點密不可分，總結(jié)起來主要有以下幾點:

（１）綠色能源光伏建筑一體化利用的是太陽能發(fā)電，太陽能作為最清潔干凈的可再生能源，不會對生態(tài)環(huán)境造成污染。在對 BIPV 組件進行的生命周期評估中，模擬數(shù)據(jù)表明 BIPV 組件從獲取原材料，生產(chǎn)、使用直至廢棄的整個過程的年度碳排放量遠遠低于傳統(tǒng)能源發(fā)電，并且隨著光伏儲能系統(tǒng)的技術成熟，相信能夠進一步降低 BIPV 的碳排量。

（２）自給自足減少輸電過程中的損耗，BIPV 的使用將提高建筑物的整體能源效率，就地發(fā)電可以最大限度地減少輸配電損耗，提高電力輸出效率，最終降低太陽能發(fā)電的成本。

（３）空間利用率高與安裝面積有限的傳統(tǒng)太陽能電池板 (BIPV) 不同，BIPV 系統(tǒng)不需要額外的土地面積，因為它們?nèi)〈藗鹘y(tǒng)的建筑材料，充分利用了建筑物外表面的空間，讓更多的建筑類型能夠使用太陽能發(fā)電。

BIPV的不足

雖然近年來 BIPV 產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，國家和地方也出臺了很多支持政策，但總體來看，其商業(yè)化程度仍然不是很高，僅占光伏應用的1%~3%。造成這種困境的原因如下:

（１）供需不匹配

BIPV最常見的問題是供需不匹配問題，太陽輻射在中午達到峰值時所產(chǎn)生的太陽能最高，然而由于人們現(xiàn)代生活的用電模式，午時的用電率 一般較低，用電高峰期是在太陽能不再可用的日落之后，這導致了當用電需求較高時，僅僅依靠太 陽能無法滿足生產(chǎn)生活需求，當用電需求較低時，額外的電力被輸送到電網(wǎng)中,從而造成供需不匹 配，形成鴨子曲線，研究表明為了彌補用電高峰期的需求，電網(wǎng)供電無法靈活響應太陽能供應的快速起伏，關閉和重新啟動發(fā)電機不僅在經(jīng)濟上不可行，而且會產(chǎn)生額外的碳排放。

（２）日常維護困難

在空氣污染嚴重地區(qū)，灰塵積累成了影響光伏組件性能的一個重要因素，使用傳統(tǒng)的人力很難解決這個問題，因為 BIPV 的大小、陣列或建筑物高度的變化會使得清潔工作更為復雜。目前市面上很少有除塵機器人能夠很好的解決 BIPV 組件清潔的問題，BIPV 專用的清潔工具需要在設計階段考慮實際操作、能耗、滑動等因素，同時，BIPV 作為建筑物的構(gòu)件，一旦出現(xiàn)問題，維修過程會影響建筑物的正常使用，因此對 BIPV 組件或系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性要求極高，目前的制造水平還有待提高.

（3）削弱建筑防火性

在對BIPV系統(tǒng)進行的耐火試驗和玻璃破碎試驗中，分別測試了 BIPV 作為建筑物不同組成部分的耐火特性，結(jié)果表明當 BIPV 作為屋頂和幕墻時有較高的火災風險，這是因為接線盒和串接器中的電弧是極度易燃的，一旦暴露于建筑物外部的火源將會造成嚴重后果。

（４）相應規(guī)范不完善

在國際規(guī)范 IEC63092 里涵蓋了與 BIPV 相關的電氣技術、結(jié)構(gòu)以及安全的要求，但由于缺少實際設計中的指導建議以及 BIPV/ T（Building Integrated Photovoltaic/Thermal）和供暖通風與空氣調(diào)節(jié) HVAC（Heating，Ventilation and Air Conditioning）集成的相關信息，造成的“灰色地帶” 可能存在未意識到的隱患。目前常用的BIPV 測試是由IEC（International Electrical Technical Commission，IEC61215）和UL（Underwriter Laboratories Inc ,UL（Underwriter Laborato-ries Inc，UL 1703）規(guī)定的。然而，一些重要的測試，比如沖擊、推力、溫度循環(huán)和火災危險性測試沒有包括在 IEC61215 中；又比如紫外線和低輻照度測試沒有包括在 UL1703 中。

（５）建造成本較高

光伏建筑較一般建筑來說建造成本較高，這是造成該技術在我國發(fā)展困難的主要因素。從光伏發(fā)電的電價成本來看，除政府補貼收入外，還受到裝機成本、光照條件、投資回收期和運營維護費用等因素的影響，另外，大多數(shù)已經(jīng)投入使用的 BIPV 系統(tǒng)都是根據(jù)建筑物獨特的特征定制設計的，比如建筑的類型、位置、方向、氣候等。對于之后的設計，現(xiàn)有系統(tǒng)無法作為參考或套用，這也增加了設計成本。

未來展望

（１）規(guī)范化

光伏組件在實際設計施工過程中涉及多個技術環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都需要對應的標準。若同時考慮回報率和一體化水平的因素，則需要謹慎制定一套標準來實現(xiàn)，現(xiàn)階段，我國在 BIPV 方面還處于高速發(fā)展階段，缺乏完善的體系與規(guī)范、標準。要解決這些問題，應當結(jié)合實際情況制定可供參考的標準。除了 2.2 節(jié)提及的規(guī)范外，還有一些其他的規(guī)范，如 EN50583 是光伏在建筑中應用的標準,，以及IEC61730 為光伏模塊的安全認證標準，未來可在這些現(xiàn)有規(guī)范的基礎上結(jié)合實際施工制定更完善的行業(yè)標準，并且可通過定向培養(yǎng)專業(yè)的設計師以及現(xiàn)場施工人員使建設 BIPV 系統(tǒng)更加安全。

（２）信息化

光伏建筑設計需要考慮陰影與遮蔽的問題，相關研究表明，光伏熱斑對光伏電池的影響嚴重，即使有小部分被遮蔽也能造成很高的能量損失，由于城市中的建筑物往往比較密集，所以陰影與遮蔽是不得不考慮的問題，為了解決此問題，安裝前必須對周圍環(huán)境進行考察，為了防止出現(xiàn)陰影等情況，應仔細確定安裝光伏組件的地點，目前PVSOL，RETScreen，PVSystem 等光伏設計軟件已能結(jié)合不同地區(qū)的天氣日照信息計算出組件的z佳斜角，然而 BIPV 的計算需要更多考慮周邊環(huán)境帶來的影響，相信隨著信息化平臺的優(yōu)化，在未來 BIPV 亦可結(jié)合BIM（Building Information Mode-lling） 和GIS（Geological Information System）設計出更精準的模型，例如在建筑立面上的z佳布置地點、最優(yōu)角度和朝向、經(jīng)濟可行性等。

（３）普及化

BIPV 發(fā)展的最大阻礙是其高昂的成本，BIPV 系統(tǒng)的初始成本包括逆變器、儲能系統(tǒng)或電網(wǎng)計量連接設備、故障保護、布線等成本，以及設計和安裝的費用，相信未來隨著技術逐漸成熟，BIPV 的設計以及產(chǎn)品的標準化會降低成本費用。另外，能獲得一個光伏發(fā)電上網(wǎng)的固定電價也能使成本降低，BIPV 在實際工程中的應用亦會更普及。

（４）完善的配套設施

將 BIPV 作為產(chǎn)品投入市場并得到廣泛使用首先需要建立完善的配套維護設施和方案，例如清潔機器人、檢修設備、故障應急預案等。建議制造商根據(jù)他們的目標市場開發(fā)相關產(chǎn)品，并且光伏組件作為建筑的一部分最終旨在服務于人，節(jié)能環(huán)保的同時也要保證居住舒適度，比如在組件故障時如何通過儲備供電方案不影響居民正常用水用電也是需要考慮的。