建筑光伏一体化（BIPV）是一项新兴技术，是将太阳能发电（光伏）产品集成到建筑物中的技术，同时作为建筑结构的功能部分，取代屋顶、建筑立面、采光顶、雨棚等传统建筑元素， 适用于各类公共建筑、工业建筑、民用建筑等可以承载光伏发电系统的建筑物，具有减少建筑物碳足迹和节约电费的巨大潜力。

 

 

01 / 建筑光伏一体化（BIPV）系统设计

 

 

设计BIPV系统的过程与其他建筑系统程序差别不大，决策应考虑生命周期成本分析以及前期成本、安装程序、性能预期和O&M要求；在此基础上，还应考虑建筑物美观性需求。具体的设计因素有：

 

1.节能建筑设计：可降低总体能源使用量、提高舒适度并节省成本，同时还能使BIPV系统提供所需电力的更大比例。
 

（1）日光照明：利用阳光和穹顶的光线照亮建筑内部空间，可减少照明设备产生的电力负荷和热量；

（2）热质量：利用材料储存和释放热能的能力来平衡建筑物内部的温度波动；

（3）自然对流：利用空气循环的自然特性来通风、加热或冷却建筑内部空间。

 

2.光伏系统类型：确定BIPV系统是否与电网相连、与电网相连并带有电池备份，还是独立运行。
 

（1）大部分BIPV系统都与电网相连，实际上将电网用作存储和备份，系统类型和配置应根据所有者的优先事项进行开发，其中可能包括：预算限制、空间限制、电力要求、能源独立性和美观性等；

（2）对于仅由光伏供电的独立系统，系统（包括电池存储）的大小应既能满足建筑物的峰值需求负载，又能满足光伏阵列的最低功耗预测，此类装置通常包括备用发电机，用于应对异常或过高的峰值负载。
 

 

3.安装位置：任何外部建筑表面都是BIPV安装的潜在位置，包括建筑物屋顶、墙壁、栏杆、车棚等位置，在当前发展阶段，预计工商业建筑将成为我国BIPV市场的最大增长点。

 

4.建筑电力负荷分析：考虑建筑物的用电模式，并尽可能调整负荷以降低峰值水平。

 

5.提供充足的通风：所有的光伏电池性能效率都易受到工作温度升高的影响，为提高转换效率，应光伏组件模块布置时留出适当的通风空间以散热。

 

 

6.使用光伏组件过滤直射阳光：使用薄膜型光伏组件可以在外墙、屋顶或天窗光伏系统中创建独特的采光功能。

 

7.将光伏模块作为遮阳元件：光伏阵列可兼作建筑物玻璃窗区域的遮阳篷，并提供适当的遮阳。

 

8.针对当地气候和环境进行设计：了解气候和环境对阵列输出的影响非常重要，典型的考虑因素包括：

（1）将光反射到阵列上的表面（例如雪、湖泊或宽阔的河流）将增加阵列的输出；

（2）潜在的雪荷载和风荷载条件可能需要额外的支撑或结构分析；

（3）位于干燥、多尘的环境或工业交通繁忙或污染严重的环境中的水平模块和阵列需要定期清洁以防止效率损失。值得一提的是，碲化镉发电玻璃受受阴天或雨雪天气影响小。
 

 

9.解决场地规划问题：在设计阶段，确保太阳能光伏阵列能够最大限度地接受阳光照射，并且不会被场地障碍物（如附近的建筑物或树木）遮挡。

 

10.考虑阵列方向：阵列方向和倾斜度会影响系统的能量输出。

 

02 / BIPV系统的成本构成

 

一般而言，建筑光伏一体化（BIPV）系统的总成本可分为软件成本和硬件成本。硬件系统包括BIPV光伏组件、逆变器、安装组件、存储系统和安装所需的其他硬件。软成本则包含：设计、采购、施工和安装、许可、检查、互连 (PII) 和处置。此外，BIPV系统的运维和维护成本相对较低，但由于其长期运行的特点，仍需考虑相关费用。包括定期检查、清洁光伏组件、更换老化设备等费用。

 

 

近年来，国家、各地方政府对绿色建筑和可再生能源的支持政策能够有效降低BIPV系统的建设成本，补贴和激励措施可以减轻建设主体的负担，进一步促进BIPV技术的推广和应用。随着技术的不断进步和政策的持续支持，BIPV系统的成本将进一步下降，应用范围也将更加广泛。作为绿色建筑的重要发展方向之一，建筑光伏一体化（BIPV）在国内拥有广阔的市场前景。