工業(yè)之美丨隆基新能源陳鵬飛:能源高質(zhì)量發(fā)展下的光伏建筑一體化新趨勢(shì)

蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)的發(fā)明分別催生了人類歷史上最偉大的兩次工業(yè)革命,推動(dòng)了社會(huì)、文化、政治、經(jīng)濟(jì)等各方面的巨大進(jìn)步。

隆基新能源總經(jīng)理陳鵬飛就《能源高質(zhì)量發(fā)展下的光伏建筑一體化新趨勢(shì)》進(jìn)行了以下分享:

我今天的分享將從三張圖片開(kāi)始,相信大家對(duì)這三臺(tái)機(jī)器并不陌生,他們分別是世界上第一臺(tái)蒸汽機(jī),第一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)和第一臺(tái)發(fā)電機(jī)。這三項(xiàng)偉大的發(fā)明分別催生了人類歷史上最偉大的兩次工業(yè)革命,推動(dòng)了社會(huì)、文化、政治、經(jīng)濟(jì)等各方面的巨大進(jìn)步。

在兩次社會(huì)進(jìn)步的背后,我們都可以看到一雙看不見(jiàn)的手——能源。第一次工業(yè)革命,使煤炭取代薪柴成為了人類的主要能源,而第二次能源革命則直接催生了“電氣時(shí)代”的到來(lái)和石油化工行業(yè)的快速發(fā)展,也正是通過(guò)這兩次工業(yè)革命,確立了以化石能源為主體的能源結(jié)構(gòu),并一直沿用至今。

在化石能源成為主力能源的 200 多年里,幫助人類創(chuàng)造了空前的文明,但同時(shí)也帶來(lái)了巨大的碳排放。觀察人類的碳排放紀(jì)錄,我們可以驚訝的發(fā)現(xiàn),在工業(yè)革命前,人類用了近 6000 年時(shí)間使二氧化碳排放量從 200ppm 增長(zhǎng)到了 280ppm,平均每年增長(zhǎng)不到 0.013ppm。但工業(yè)革命后,地球二氧化碳排放數(shù)量以每年 2ppm 的速度一路飆升,如今已是 410ppm;相較于工業(yè)革命前,平均年二氧化碳排放增長(zhǎng)量飆升了 150 余倍。而隨著二氧化碳排放量同時(shí)上升的還有地球溫度,這就是過(guò)度碳排放的最嚴(yán)重后遺癥——?dú)夂蜃兣瘹夂蜃兣瘞?lái)海平面上升、極端天氣增加、物種滅絕等一系列環(huán)境問(wèn)題,并直接威脅到人類的生存。

能源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ),發(fā)展往往意味著更多的能源需求與消耗,在以化石能源為主導(dǎo)的能源結(jié)構(gòu)下,經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間就形成了對(duì)立?!凹纫G水青山,也要金山銀山。寧要綠水青山,不要金山銀山,綠水青山就是金山銀山”的兩山論也為平衡經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)間的關(guān)系給出了答案。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新常態(tài)下,要從根本上緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境之間的矛盾,不能依靠單純的減少能源消耗,而是提升清潔能源在現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)中的占比。也正是在這樣的自然觀指引下,以清潔低碳為方向、加快能源轉(zhuǎn)型升級(jí)、實(shí)現(xiàn)能源高質(zhì)量發(fā)展也成為了我國(guó)未來(lái)能源轉(zhuǎn)型的核心思路。這也是落實(shí)“兩山論”、實(shí)現(xiàn)“能源高質(zhì)量發(fā)展”的具體措施和最有效方式。 近年來(lái),隨著技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的成本下降,光伏已經(jīng)成為最具經(jīng)濟(jì)性的清潔能源類型。光伏發(fā)電也延伸出了更多的應(yīng)用場(chǎng)景。 其中建筑和光伏的結(jié)合則是前景最廣闊、想象空間最大的應(yīng)用場(chǎng)景。光伏與建筑的結(jié)合也并不是新鮮事,在傳統(tǒng)的分布式光伏項(xiàng)目中,很大一部分都是在建筑屋頂、屋面直接安裝光伏組件,通過(guò)附加的方式使建筑具備發(fā)電功能,這種形式我們稱之為 BAPV,這也是最常見(jiàn)的光伏建筑集成形式。而另一種形式則是將光伏發(fā)電供能與建筑材料相結(jié)合,制造出具備光伏發(fā)電能力一體化建材,使建材具備發(fā)電能力,我們將這種形式稱之為 BIPV,也就是建筑光伏一體化。

BIPV 的概念由來(lái)已久。相較 BAPV 模式,作為難度更高的“跨界”領(lǐng)域,由于缺乏成熟、可靠的 BIPV 產(chǎn)品和技術(shù)解決路線,BIPV 遺憾的錯(cuò)過(guò)了中國(guó)光伏發(fā)展的第一個(gè)黃金期,并沒(méi)有在光伏產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的機(jī)遇中獲得突破。當(dāng)然困擾 BIPV 發(fā)展的不僅是外部市場(chǎng)機(jī)遇,更重要的是 BIPV 本身的一些痛點(diǎn):

首先,是在防水、防火、抗風(fēng)揭、表面荷載等建材性能上表現(xiàn)不佳。BIPV 產(chǎn)品首先必須是一款合格的建材產(chǎn)品,因此必須具有可靠的建材性能。但目前很多市售 BIPV 產(chǎn)品甚至連基礎(chǔ)的建材性能都不具備,這也導(dǎo)致 BIPV 在市場(chǎng)上留下了“花拳繡腿”的第一印象,很難有用戶為其買單。

其次,是發(fā)電性能不佳,光伏發(fā)電是一項(xiàng)需要技術(shù)累積的產(chǎn)業(yè),高效發(fā)電也是建立在完善的技術(shù)儲(chǔ)備之上的。目前很多市售 BIPV 產(chǎn)品并不具備先進(jìn)、高效的光伏發(fā)電技術(shù),因此造成大多數(shù) BIPV產(chǎn)品的發(fā)電性能較差,無(wú)法通過(guò)高效發(fā)電為業(yè)主提供更多增值,也就無(wú)法建立與傳統(tǒng)建材的競(jìng)爭(zhēng)力。

第三,用戶體驗(yàn)差,目前市售產(chǎn)品普遍存在易積灰、維護(hù)難度大、不可踩踏、散熱效果差等長(zhǎng)期存在的痛點(diǎn),為業(yè)主的正常使用、維護(hù)帶來(lái)諸多不便,用戶體驗(yàn)不佳也直接導(dǎo)致了市場(chǎng)的低迷。

第四,品牌可靠度弱,BIPV 廣闊的市場(chǎng)前景也引發(fā)了眾多廠商的一擁而上,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)魚(yú)龍混雜,部分小廠商產(chǎn)品質(zhì)量堪憂,發(fā)電功率、使用壽命乃至基本的安全性都得不到保障。這些小廠商、小品牌也無(wú)法為用戶帶來(lái)可靠的品質(zhì)和售后保障,更無(wú)法獲得用戶的信任。即使 BIPV 多年來(lái)一直處于不溫不火的狀態(tài),但我們?nèi)匀徽J(rèn)為它一定是解決建筑碳排問(wèn)題的必由之路。做出這樣的判斷主要是基于以下考慮:第一,可以實(shí)現(xiàn)資源的高效利用。太陽(yáng)能與我們過(guò)去所認(rèn)知的所有能源類型都有所不同,他是將陽(yáng)光輻照的能量直接進(jìn)行轉(zhuǎn)化,具有簡(jiǎn)便易得、取之不盡用之不竭的特點(diǎn)。目前太陽(yáng)能照射地球一天的能量就足夠人類使用 25 年。且太陽(yáng)光照資源分布均衡,有陽(yáng)光的地方就可以使用光伏發(fā)電,目前中國(guó)每年建筑竣工面積達(dá)到 40 億平方米,僅 5%的面積安裝 BIPV 就可以達(dá)到 20GW 的裝機(jī)量,發(fā)電量接近一個(gè)三峽工程。第二, 是解決建筑碳排的最佳途徑。根據(jù) IEA 的研究報(bào)告顯示,目前建筑碳排放總量占到了全球碳排總量的 30%以上,解決了建筑的碳排問(wèn)題也是解決目前碳排問(wèn)題的重要一環(huán)。通過(guò)建筑和光伏相結(jié)合,就可以利用建筑自己發(fā)出的清潔電力解決建筑自身的供能問(wèn)題和碳排問(wèn)題,在這樣的模式之下,每建設(shè) 1MW 的 BIPV 項(xiàng)目就相當(dāng)于減少碳排 1000 多噸。第三, 是企業(yè)高耗能的有效解決方案。光伏能源可以優(yōu)化企業(yè)耗能結(jié)構(gòu),讓企業(yè)使用清潔能源生產(chǎn),一方面減少企業(yè)的能源成本支出,另一方面更高比例的清潔能源使用對(duì)于企業(yè)取得各類環(huán)保、綠色生產(chǎn)方面認(rèn)證也具有促進(jìn)作用。更是企業(yè)積極履行社會(huì)責(zé)任的重要體現(xiàn)。 第四, 可以賦予建材更多價(jià)值,BIPV 產(chǎn)品是建材功能化的進(jìn)一步延伸,是建筑建材與光伏發(fā)電的完美結(jié)合。在建筑的建材供能、裝飾功能外使建材具備發(fā)電功能。也正是基于這些優(yōu)勢(shì)和特性,全球各國(guó)近年來(lái)都推出了關(guān)于支持綠色建筑發(fā)展的政策法規(guī),就在不久前的 7 月 24 日,國(guó)家住建部、發(fā)改委、教育部、工信部、人民銀行、國(guó)保局、銀保監(jiān)會(huì)等 7 部門共同發(fā)布了《關(guān)于印發(fā)綠色建筑創(chuàng)建行動(dòng)方案的通知》。明確了“到 2022 年,當(dāng)年城鎮(zhèn)新建筑中綠色建筑面積占比達(dá)到 70%”的目標(biāo),提出了“提升建筑能效水平”、“推廣裝配化建造方式”、“推動(dòng)綠色建材應(yīng)用”等主要任務(wù)。在七部委聯(lián)合創(chuàng)建通知下發(fā)后,全國(guó)多地紛紛推出了各自創(chuàng)建綠色建筑行動(dòng)方案。就在兩周前的 8 月 28 日,住建部、教育部、科技部、工信部、自然資源部、生態(tài)環(huán)境部、人民銀行、市場(chǎng)監(jiān)督管理總局、銀保監(jiān)委員會(huì)等 9 部委再次聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快新型建筑工業(yè)化發(fā)展的若干意見(jiàn)》,從加強(qiáng)系統(tǒng)化集成設(shè)計(jì)、優(yōu)化構(gòu)件和部品部件生產(chǎn)、推動(dòng)精益化施工、加快信息技術(shù)融合發(fā)展、加大金融扶持等方面再次對(duì)新型建筑工業(yè)化提供了強(qiáng)有力的政策支持。也正是因?yàn)槁』鶎?duì)于綠色建筑、新型建筑工業(yè)化、裝配式建筑等領(lǐng)域發(fā)展方向的準(zhǔn)確把握。隆基新能源在歷經(jīng)兩年的潛心研發(fā)后,在上個(gè)月面向市場(chǎng)發(fā)布了一款具有劃時(shí)代意義的 BIPV 產(chǎn)品-隆頂。這是一款針對(duì)工商業(yè)界建筑屋頂?shù)摹把b配式 BIPV”產(chǎn)品,裝配式 BIPV 也是由隆基率先提出并投入市場(chǎng)的一個(gè)全新品類。隆頂裝配式 BIPV 借鑒了裝配式建筑的概念,將工廠加工好的標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)建運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配式一體化安裝。同時(shí)在項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工中采用了大量智能化理念,隆頂可以根據(jù)建筑特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)高度定制,與建筑的適配性、貼合性更強(qiáng),一體化程度更高。我們的隆頂-裝配式 BIPV 產(chǎn)品是一個(gè)完整的裝配式光伏建材系統(tǒng),主要由五個(gè)部分構(gòu)成。最上層為光伏系統(tǒng)層,主要為專門定制的單晶光伏組件,這是發(fā)電的主體;第二層為金屬屋面層,主要為專利設(shè)計(jì)的壓型彩鋼瓦板材,這是屋頂?shù)奈菝娌糠?,起到防護(hù)和連接發(fā)電組件的功能;在金屬屋面下面為可滑移的隱形支座,起到支撐的作用,并可以根據(jù)具體的需求靈活調(diào)節(jié)間距;第四層為保溫層,主要由保溫棉填充而成。主要作用就是保溫隔熱,調(diào)節(jié)建筑內(nèi)部的溫濕度環(huán)境,提升空間的舒適感;最下面為檁條,起到堅(jiān)固結(jié)構(gòu)、承托屋頂?shù)闹匾毮?。檁條與底下的建筑基礎(chǔ)面承接,是整個(gè)隆頂系統(tǒng)的最底層構(gòu)件。這里我重點(diǎn)講解一下這個(gè)系統(tǒng)中最為大家關(guān)注的光伏系統(tǒng)層。在這一部分我們選用了了自主研發(fā)的 2+2mm 的雙玻無(wú)框?qū)S媒M件。在外形方面,單體版型長(zhǎng)為 2.089 米,寬為 0.698 米,厚度為 5 毫米。這種較之傳統(tǒng)組件更窄,更長(zhǎng)的設(shè)計(jì)我們稱之為通長(zhǎng)版型,這不僅更符合屋頂建設(shè)的需要,而且防雨防水性能也會(huì)更佳。在結(jié)構(gòu)連接方面,隆頂通過(guò)隆基自主研發(fā)的結(jié)構(gòu)膠與特質(zhì)瓦型的金屬屋頂板材強(qiáng)力結(jié)合,形成組件與板材一體化集成。屋面板材主要為專利設(shè)計(jì)的壓型彩鋼瓦板材,這是屋頂?shù)奈菝娌糠郑鸬椒雷o(hù)和連接發(fā)電組件的功能。而結(jié)構(gòu)膠是實(shí)現(xiàn)組件與板材高度集成的關(guān)鍵所在,這種集成方式在現(xiàn)代建筑領(lǐng)域已經(jīng)被廣泛應(yīng)用,其可靠性也得到了充分驗(yàn)證。下面我也將詳細(xì)為大家介紹一下隆頂產(chǎn)品的具體特點(diǎn)。之前我們也說(shuō)過(guò),可靠建材是 BIPV 的基本屬性。我們認(rèn)為,BIPV 屋面系統(tǒng)首先是一個(gè)屋頂,其次才是一個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng),因此,隆頂從研發(fā)之初便確定了要做一個(gè)優(yōu)秀的建材產(chǎn)品。

首先,防水性能是一個(gè)屋頂最重要的指標(biāo)之一。

尤其是在多雨的夏季,一個(gè)防水性能優(yōu)異的屋頂可以很好的保護(hù)建筑內(nèi)部的空間,防止雨水滲透。隆頂在提升防水性能方面有“四把鎖”:

1、采取 360 度直立鎖邊,隔絕雨水的第一道索,防水簡(jiǎn)單可靠。

2、丁基密封填充鎖邊間隙,讓雨水沒(méi)有滲透的空間。

3、通長(zhǎng)版型設(shè)計(jì),豎向無(wú)縫搭接,讓雨水無(wú)所適從。

4、可滑移系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)密封,再“狡猾”的雨水也無(wú)所遁形。

有了這四把鎖,屋頂?shù)姆浪阅艽蟠筇嵘?,?BIPV 屋頂從此再無(wú)滲水漏水之憂。

其次,隆頂在防火性能上也有四道“防火墻”:

1、配備自動(dòng)關(guān)斷設(shè)備,一旦遇到火勢(shì)則自動(dòng)切斷設(shè)備運(yùn)行,防止火勢(shì)進(jìn)一步擴(kuò)大。

2、產(chǎn)品表面雙層鋼化玻璃,耐火性和隔熱性俱佳,給屋面強(qiáng)有力的保護(hù)。

3、底部采用不可燃鍍鋁鋅鋼板,不易燃燒,給建筑內(nèi)部筑起最可靠的一道防火墻。

4、整體構(gòu)件經(jīng)過(guò)我國(guó)權(quán)威消防鑒定機(jī)構(gòu)-天津消防研究所鑒定,防火等級(jí)為 A 級(jí)不燃(GB8624)。

第三,就是更強(qiáng)的抗風(fēng)揭性能。

隆頂采用一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使用雙層2毫米鋼化玻璃,板間通過(guò)互鎖形成完整的鋼膜結(jié)構(gòu),產(chǎn)品結(jié)構(gòu)十分牢固。經(jīng)測(cè)試,整體通過(guò) 2400Pa 的風(fēng)載荷實(shí)驗(yàn),相當(dāng)于最低可抗 12 級(jí)大風(fēng),同時(shí)正面載荷 5400Pa 以上。

在建材性能之外,超高的發(fā)電能力也是隆頂產(chǎn)品的顯著特點(diǎn)之一。這主要體現(xiàn)在四個(gè)方面:

第一,隆基單晶技術(shù)加持:作為隆基出品,由于全面采用全球轉(zhuǎn)換效率最高的隆基 HI-MO 單晶發(fā)電技術(shù),組件轉(zhuǎn)換效率高達(dá) 20.57%,比其他 BIPV 產(chǎn)品發(fā)電效能更高,是一座真正的光伏電站。

第二,自然散熱特性:隆頂采用專利瓦型設(shè)計(jì),組件與鋼板之間設(shè)有通風(fēng)散熱通道,這保證組件的工作溫度比其他 BIPV 產(chǎn)品低 10 攝氏度左右,可增加發(fā)電 4%,同時(shí)也能降低室內(nèi)的空調(diào)能耗。

第三,0邊框:由于隆頂組件采取無(wú)邊框設(shè)計(jì),灰塵不易在組件邊緣堆積,這樣便能減少積灰引起的發(fā)電量損失,同時(shí)也能減緩組件的老化速度,降低組件的功率衰減。

第四,可踩踏:由于隆頂產(chǎn)品承載力強(qiáng),擁有可踩踏的特性,運(yùn)維人員可以直接在組件上行走,所以無(wú)需設(shè)置運(yùn)維通道,這樣便大大提高了屋頂?shù)睦寐?,?jīng)測(cè)算,隆頂整體可增加 10%左右的裝機(jī)容量。裝機(jī)容量的增加也提升了整體的發(fā)電量。

品質(zhì)耐用是隆頂產(chǎn)品的第三大重要特性。

由于隆頂采用的是一體化設(shè)計(jì),因此所有構(gòu)件都等壽命設(shè)計(jì),最長(zhǎng)可使用 30 年。這里的關(guān)鍵在于 30 年是一般光伏組件的線性輸出質(zhì)保壽命,我們通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和各部件間的集成優(yōu)勢(shì),將隆頂所有部件做到了和組件壽命同樣的 30 年,大大延長(zhǎng)了普通彩鋼屋頂 10-15 年的使用壽命,為業(yè)主避免了中途更換屋頂?shù)睦_。30 年線性功率輸出質(zhì)保,10 年產(chǎn)品工儀質(zhì)量質(zhì)保也讓隆頂?shù)氖褂酶鼮槭⌒摹?/p>

隆定產(chǎn)品的第四個(gè)特點(diǎn)就是 BIM 系統(tǒng)的引入。

隆基新能源專為隆頂產(chǎn)品系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了專屬的 BIM 一體化智能建造系統(tǒng),該 BIM 系統(tǒng)集成了項(xiàng)目管理、物料管理、施工監(jiān)控等功能,可實(shí)現(xiàn)精細(xì)化施工、精準(zhǔn)化管理,讓每一個(gè)隆頂屋頂都成為精品工程。每一個(gè)構(gòu)件在 BIM 系統(tǒng)中都有專屬記錄軌跡,都可以追根溯源從而實(shí)現(xiàn)精細(xì)化維護(hù)。作為一款具有劃時(shí)代意義的產(chǎn)品,在隆頂背后也是隆基新能源強(qiáng)大研發(fā)實(shí)力的體現(xiàn)。我們始終認(rèn)為,要做出一款好的 BIPV 產(chǎn)品,必須體現(xiàn)出對(duì)建筑本身的尊重,讓建筑與光伏相互致敬。這也是隆頂產(chǎn)品的研發(fā)思路,為此我們組建了近百人的研發(fā)團(tuán)隊(duì),成員來(lái)自建筑、建材、電氣、鋼構(gòu)、光伏等多個(gè)領(lǐng)域,他們?cè)诟髯灶I(lǐng)域也都擁有豐富的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累。也正是在這些不同領(lǐng)域人才的通力配合下,我們才看到了這款具備業(yè)界領(lǐng)先性能的 BIPV 產(chǎn)品,截止目前,隆頂產(chǎn)品已經(jīng)申報(bào)了各類專利 73 項(xiàng)。

在分享的最后,我也想向大家介紹一下我們的母公司隆基股份和我所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)-隆基新能源,隆基股份是全球領(lǐng)先的太陽(yáng)能科技公司。在光伏領(lǐng)域,隆基專注單晶科技 20 年,歷經(jīng)半導(dǎo)體時(shí)代、硅片時(shí)代和太陽(yáng)能科技公司時(shí)代三個(gè)階段的發(fā)展,目前已經(jīng)成為全球市值最高的光伏企業(yè)。我所帶領(lǐng)的隆基新能源是隆基股份全資子公司,主要專注于光伏應(yīng)用場(chǎng)景開(kāi)發(fā),致力于為客戶提供一站式的“光伏+”解決方案。業(yè)務(wù)領(lǐng)域主要包括:分布式光伏電站、BIPV 產(chǎn)品、離微網(wǎng)系統(tǒng)等,主要的業(yè)務(wù)模式有項(xiàng)目咨詢、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)、EPC 總包、合同能源管理和電站運(yùn)維等方面。未來(lái)我們也將持續(xù)為全球客戶提供更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)。我的分享就到了這,不盡之處還請(qǐng)各位領(lǐng)導(dǎo)、專家批評(píng)指正,謝謝大家!

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蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)的發(fā)明分別催生了人類歷史上最偉大的兩次工業(yè)革命,推動(dòng)了社會(huì)、文化、政治、經(jīng)濟(jì)等各方面的巨大進(jìn)步。

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我今天的分享將從三張圖片開(kāi)始,相信大家對(duì)這三臺(tái)機(jī)器并不陌生,他們分別是世界上第一臺(tái)蒸汽機(jī),第一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)和第一臺(tái)發(fā)電機(jī)。這三項(xiàng)偉大的發(fā)明分別催生了人類歷史上最偉大的兩次工業(yè)革命,推動(dòng)了社會(huì)、文化、政治、經(jīng)濟(jì)等各方面的巨大進(jìn)步。

在兩次社會(huì)進(jìn)步的背后,我們都可以看到一雙看不見(jiàn)的手——能源。第一次工業(yè)革命,使煤炭取代薪柴成為了人類的主要能源,而第二次能源革命則直接催生了“電氣時(shí)代”的到來(lái)和石油化工行業(yè)的快速發(fā)展,也正是通過(guò)這兩次工業(yè)革命,確立了以化石能源為主體的能源結(jié)構(gòu),并一直沿用至今。

在化石能源成為主力能源的 200 多年里,幫助人類創(chuàng)造了空前的文明,但同時(shí)也帶來(lái)了巨大的碳排放。觀察人類的碳排放紀(jì)錄,我們可以驚訝的發(fā)現(xiàn),在工業(yè)革命前,人類用了近 6000 年時(shí)間使二氧化碳排放量從 200ppm 增長(zhǎng)到了 280ppm,平均每年增長(zhǎng)不到 0.013ppm。但工業(yè)革命后,地球二氧化碳排放數(shù)量以每年 2ppm 的速度一路飆升,如今已是 410ppm;相較于工業(yè)革命前,平均年二氧化碳排放增長(zhǎng)量飆升了 150 余倍。而隨著二氧化碳排放量同時(shí)上升的還有地球溫度,這就是過(guò)度碳排放的最嚴(yán)重后遺癥——?dú)夂蜃兣瘹夂蜃兣瘞?lái)海平面上升、極端天氣增加、物種滅絕等一系列環(huán)境問(wèn)題,并直接威脅到人類的生存。

能源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ),發(fā)展往往意味著更多的能源需求與消耗,在以化石能源為主導(dǎo)的能源結(jié)構(gòu)下,經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間就形成了對(duì)立?!凹纫G水青山,也要金山銀山。寧要綠水青山,不要金山銀山,綠水青山就是金山銀山”的兩山論也為平衡經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)間的關(guān)系給出了答案。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新常態(tài)下,要從根本上緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境之間的矛盾,不能依靠單純的減少能源消耗,而是提升清潔能源在現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)中的占比。也正是在這樣的自然觀指引下,以清潔低碳為方向、加快能源轉(zhuǎn)型升級(jí)、實(shí)現(xiàn)能源高質(zhì)量發(fā)展也成為了我國(guó)未來(lái)能源轉(zhuǎn)型的核心思路。這也是落實(shí)“兩山論”、實(shí)現(xiàn)“能源高質(zhì)量發(fā)展”的具體措施和最有效方式。 近年來(lái),隨著技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的成本下降,光伏已經(jīng)成為最具經(jīng)濟(jì)性的清潔能源類型。光伏發(fā)電也延伸出了更多的應(yīng)用場(chǎng)景。 其中建筑和光伏的結(jié)合則是前景最廣闊、想象空間最大的應(yīng)用場(chǎng)景。光伏與建筑的結(jié)合也并不是新鮮事,在傳統(tǒng)的分布式光伏項(xiàng)目中,很大一部分都是在建筑屋頂、屋面直接安裝光伏組件,通過(guò)附加的方式使建筑具備發(fā)電功能,這種形式我們稱之為 BAPV,這也是最常見(jiàn)的光伏建筑集成形式。而另一種形式則是將光伏發(fā)電供能與建筑材料相結(jié)合,制造出具備光伏發(fā)電能力一體化建材,使建材具備發(fā)電能力,我們將這種形式稱之為 BIPV,也就是建筑光伏一體化。

BIPV 的概念由來(lái)已久。相較 BAPV 模式,作為難度更高的“跨界”領(lǐng)域,由于缺乏成熟、可靠的 BIPV 產(chǎn)品和技術(shù)解決路線,BIPV 遺憾的錯(cuò)過(guò)了中國(guó)光伏發(fā)展的第一個(gè)黃金期,并沒(méi)有在光伏產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的機(jī)遇中獲得突破。當(dāng)然困擾 BIPV 發(fā)展的不僅是外部市場(chǎng)機(jī)遇,更重要的是 BIPV 本身的一些痛點(diǎn):

首先,是在防水、防火、抗風(fēng)揭、表面荷載等建材性能上表現(xiàn)不佳。BIPV 產(chǎn)品首先必須是一款合格的建材產(chǎn)品,因此必須具有可靠的建材性能。但目前很多市售 BIPV 產(chǎn)品甚至連基礎(chǔ)的建材性能都不具備,這也導(dǎo)致 BIPV 在市場(chǎng)上留下了“花拳繡腿”的第一印象,很難有用戶為其買單。

其次,是發(fā)電性能不佳,光伏發(fā)電是一項(xiàng)需要技術(shù)累積的產(chǎn)業(yè),高效發(fā)電也是建立在完善的技術(shù)儲(chǔ)備之上的。目前很多市售 BIPV 產(chǎn)品并不具備先進(jìn)、高效的光伏發(fā)電技術(shù),因此造成大多數(shù) BIPV產(chǎn)品的發(fā)電性能較差,無(wú)法通過(guò)高效發(fā)電為業(yè)主提供更多增值,也就無(wú)法建立與傳統(tǒng)建材的競(jìng)爭(zhēng)力。

第三,用戶體驗(yàn)差,目前市售產(chǎn)品普遍存在易積灰、維護(hù)難度大、不可踩踏、散熱效果差等長(zhǎng)期存在的痛點(diǎn),為業(yè)主的正常使用、維護(hù)帶來(lái)諸多不便,用戶體驗(yàn)不佳也直接導(dǎo)致了市場(chǎng)的低迷。

第四,品牌可靠度弱,BIPV 廣闊的市場(chǎng)前景也引發(fā)了眾多廠商的一擁而上,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)魚(yú)龍混雜,部分小廠商產(chǎn)品質(zhì)量堪憂,發(fā)電功率、使用壽命乃至基本的安全性都得不到保障。這些小廠商、小品牌也無(wú)法為用戶帶來(lái)可靠的品質(zhì)和售后保障,更無(wú)法獲得用戶的信任。即使 BIPV 多年來(lái)一直處于不溫不火的狀態(tài),但我們?nèi)匀徽J(rèn)為它一定是解決建筑碳排問(wèn)題的必由之路。做出這樣的判斷主要是基于以下考慮:第一,可以實(shí)現(xiàn)資源的高效利用。太陽(yáng)能與我們過(guò)去所認(rèn)知的所有能源類型都有所不同,他是將陽(yáng)光輻照的能量直接進(jìn)行轉(zhuǎn)化,具有簡(jiǎn)便易得、取之不盡用之不竭的特點(diǎn)。目前太陽(yáng)能照射地球一天的能量就足夠人類使用 25 年。且太陽(yáng)光照資源分布均衡,有陽(yáng)光的地方就可以使用光伏發(fā)電,目前中國(guó)每年建筑竣工面積達(dá)到 40 億平方米,僅 5%的面積安裝 BIPV 就可以達(dá)到 20GW 的裝機(jī)量,發(fā)電量接近一個(gè)三峽工程。第二, 是解決建筑碳排的最佳途徑。根據(jù) IEA 的研究報(bào)告顯示,目前建筑碳排放總量占到了全球碳排總量的 30%以上,解決了建筑的碳排問(wèn)題也是解決目前碳排問(wèn)題的重要一環(huán)。通過(guò)建筑和光伏相結(jié)合,就可以利用建筑自己發(fā)出的清潔電力解決建筑自身的供能問(wèn)題和碳排問(wèn)題,在這樣的模式之下,每建設(shè) 1MW 的 BIPV 項(xiàng)目就相當(dāng)于減少碳排 1000 多噸。第三, 是企業(yè)高耗能的有效解決方案。光伏能源可以優(yōu)化企業(yè)耗能結(jié)構(gòu),讓企業(yè)使用清潔能源生產(chǎn),一方面減少企業(yè)的能源成本支出,另一方面更高比例的清潔能源使用對(duì)于企業(yè)取得各類環(huán)保、綠色生產(chǎn)方面認(rèn)證也具有促進(jìn)作用。更是企業(yè)積極履行社會(huì)責(zé)任的重要體現(xiàn)。 第四, 可以賦予建材更多價(jià)值,BIPV 產(chǎn)品是建材功能化的進(jìn)一步延伸,是建筑建材與光伏發(fā)電的完美結(jié)合。在建筑的建材供能、裝飾功能外使建材具備發(fā)電功能。也正是基于這些優(yōu)勢(shì)和特性,全球各國(guó)近年來(lái)都推出了關(guān)于支持綠色建筑發(fā)展的政策法規(guī),就在不久前的 7 月 24 日,國(guó)家住建部、發(fā)改委、教育部、工信部、人民銀行、國(guó)保局、銀保監(jiān)會(huì)等 7 部門共同發(fā)布了《關(guān)于印發(fā)綠色建筑創(chuàng)建行動(dòng)方案的通知》。明確了“到 2022 年,當(dāng)年城鎮(zhèn)新建筑中綠色建筑面積占比達(dá)到 70%”的目標(biāo),提出了“提升建筑能效水平”、“推廣裝配化建造方式”、“推動(dòng)綠色建材應(yīng)用”等主要任務(wù)。在七部委聯(lián)合創(chuàng)建通知下發(fā)后,全國(guó)多地紛紛推出了各自創(chuàng)建綠色建筑行動(dòng)方案。就在兩周前的 8 月 28 日,住建部、教育部、科技部、工信部、自然資源部、生態(tài)環(huán)境部、人民銀行、市場(chǎng)監(jiān)督管理總局、銀保監(jiān)委員會(huì)等 9 部委再次聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快新型建筑工業(yè)化發(fā)展的若干意見(jiàn)》,從加強(qiáng)系統(tǒng)化集成設(shè)計(jì)、優(yōu)化構(gòu)件和部品部件生產(chǎn)、推動(dòng)精益化施工、加快信息技術(shù)融合發(fā)展、加大金融扶持等方面再次對(duì)新型建筑工業(yè)化提供了強(qiáng)有力的政策支持。也正是因?yàn)槁』鶎?duì)于綠色建筑、新型建筑工業(yè)化、裝配式建筑等領(lǐng)域發(fā)展方向的準(zhǔn)確把握。隆基新能源在歷經(jīng)兩年的潛心研發(fā)后,在上個(gè)月面向市場(chǎng)發(fā)布了一款具有劃時(shí)代意義的 BIPV 產(chǎn)品-隆頂。這是一款針對(duì)工商業(yè)界建筑屋頂?shù)摹把b配式 BIPV”產(chǎn)品,裝配式 BIPV 也是由隆基率先提出并投入市場(chǎng)的一個(gè)全新品類。隆頂裝配式 BIPV 借鑒了裝配式建筑的概念,將工廠加工好的標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)建運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配式一體化安裝。同時(shí)在項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工中采用了大量智能化理念,隆頂可以根據(jù)建筑特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)高度定制,與建筑的適配性、貼合性更強(qiáng),一體化程度更高。我們的隆頂-裝配式 BIPV 產(chǎn)品是一個(gè)完整的裝配式光伏建材系統(tǒng),主要由五個(gè)部分構(gòu)成。最上層為光伏系統(tǒng)層,主要為專門定制的單晶光伏組件,這是發(fā)電的主體;第二層為金屬屋面層,主要為專利設(shè)計(jì)的壓型彩鋼瓦板材,這是屋頂?shù)奈菝娌糠?,起到防護(hù)和連接發(fā)電組件的功能;在金屬屋面下面為可滑移的隱形支座,起到支撐的作用,并可以根據(jù)具體的需求靈活調(diào)節(jié)間距;第四層為保溫層,主要由保溫棉填充而成。主要作用就是保溫隔熱,調(diào)節(jié)建筑內(nèi)部的溫濕度環(huán)境,提升空間的舒適感;最下面為檁條,起到堅(jiān)固結(jié)構(gòu)、承托屋頂?shù)闹匾毮?。檁條與底下的建筑基礎(chǔ)面承接,是整個(gè)隆頂系統(tǒng)的最底層構(gòu)件。這里我重點(diǎn)講解一下這個(gè)系統(tǒng)中最為大家關(guān)注的光伏系統(tǒng)層。在這一部分我們選用了了自主研發(fā)的 2+2mm 的雙玻無(wú)框?qū)S媒M件。在外形方面,單體版型長(zhǎng)為 2.089 米,寬為 0.698 米,厚度為 5 毫米。這種較之傳統(tǒng)組件更窄,更長(zhǎng)的設(shè)計(jì)我們稱之為通長(zhǎng)版型,這不僅更符合屋頂建設(shè)的需要,而且防雨防水性能也會(huì)更佳。在結(jié)構(gòu)連接方面,隆頂通過(guò)隆基自主研發(fā)的結(jié)構(gòu)膠與特質(zhì)瓦型的金屬屋頂板材強(qiáng)力結(jié)合,形成組件與板材一體化集成。屋面板材主要為專利設(shè)計(jì)的壓型彩鋼瓦板材,這是屋頂?shù)奈菝娌糠?,起到防護(hù)和連接發(fā)電組件的功能。而結(jié)構(gòu)膠是實(shí)現(xiàn)組件與板材高度集成的關(guān)鍵所在,這種集成方式在現(xiàn)代建筑領(lǐng)域已經(jīng)被廣泛應(yīng)用,其可靠性也得到了充分驗(yàn)證。下面我也將詳細(xì)為大家介紹一下隆頂產(chǎn)品的具體特點(diǎn)。之前我們也說(shuō)過(guò),可靠建材是 BIPV 的基本屬性。我們認(rèn)為,BIPV 屋面系統(tǒng)首先是一個(gè)屋頂,其次才是一個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng),因此,隆頂從研發(fā)之初便確定了要做一個(gè)優(yōu)秀的建材產(chǎn)品。

首先,防水性能是一個(gè)屋頂最重要的指標(biāo)之一。

尤其是在多雨的夏季,一個(gè)防水性能優(yōu)異的屋頂可以很好的保護(hù)建筑內(nèi)部的空間,防止雨水滲透。隆頂在提升防水性能方面有“四把鎖”:

1、采取 360 度直立鎖邊,隔絕雨水的第一道索,防水簡(jiǎn)單可靠。

2、丁基密封填充鎖邊間隙,讓雨水沒(méi)有滲透的空間。

3、通長(zhǎng)版型設(shè)計(jì),豎向無(wú)縫搭接,讓雨水無(wú)所適從。

4、可滑移系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)密封,再“狡猾”的雨水也無(wú)所遁形。

有了這四把鎖,屋頂?shù)姆浪阅艽蟠筇嵘?,?BIPV 屋頂從此再無(wú)滲水漏水之憂。

其次,隆頂在防火性能上也有四道“防火墻”:

1、配備自動(dòng)關(guān)斷設(shè)備,一旦遇到火勢(shì)則自動(dòng)切斷設(shè)備運(yùn)行,防止火勢(shì)進(jìn)一步擴(kuò)大。

2、產(chǎn)品表面雙層鋼化玻璃,耐火性和隔熱性俱佳,給屋面強(qiáng)有力的保護(hù)。

3、底部采用不可燃鍍鋁鋅鋼板,不易燃燒,給建筑內(nèi)部筑起最可靠的一道防火墻。

4、整體構(gòu)件經(jīng)過(guò)我國(guó)權(quán)威消防鑒定機(jī)構(gòu)-天津消防研究所鑒定,防火等級(jí)為 A 級(jí)不燃(GB8624)。

第三,就是更強(qiáng)的抗風(fēng)揭性能。

隆頂采用一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使用雙層2毫米鋼化玻璃,板間通過(guò)互鎖形成完整的鋼膜結(jié)構(gòu),產(chǎn)品結(jié)構(gòu)十分牢固。經(jīng)測(cè)試,整體通過(guò) 2400Pa 的風(fēng)載荷實(shí)驗(yàn),相當(dāng)于最低可抗 12 級(jí)大風(fēng),同時(shí)正面載荷 5400Pa 以上。

在建材性能之外,超高的發(fā)電能力也是隆頂產(chǎn)品的顯著特點(diǎn)之一。這主要體現(xiàn)在四個(gè)方面:

第一,隆基單晶技術(shù)加持:作為隆基出品,由于全面采用全球轉(zhuǎn)換效率最高的隆基 HI-MO 單晶發(fā)電技術(shù),組件轉(zhuǎn)換效率高達(dá) 20.57%,比其他 BIPV 產(chǎn)品發(fā)電效能更高,是一座真正的光伏電站。

第二,自然散熱特性:隆頂采用專利瓦型設(shè)計(jì),組件與鋼板之間設(shè)有通風(fēng)散熱通道,這保證組件的工作溫度比其他 BIPV 產(chǎn)品低 10 攝氏度左右,可增加發(fā)電 4%,同時(shí)也能降低室內(nèi)的空調(diào)能耗。

第三,0邊框:由于隆頂組件采取無(wú)邊框設(shè)計(jì),灰塵不易在組件邊緣堆積,這樣便能減少積灰引起的發(fā)電量損失,同時(shí)也能減緩組件的老化速度,降低組件的功率衰減。

第四,可踩踏:由于隆頂產(chǎn)品承載力強(qiáng),擁有可踩踏的特性,運(yùn)維人員可以直接在組件上行走,所以無(wú)需設(shè)置運(yùn)維通道,這樣便大大提高了屋頂?shù)睦寐?,?jīng)測(cè)算,隆頂整體可增加 10%左右的裝機(jī)容量。裝機(jī)容量的增加也提升了整體的發(fā)電量。

品質(zhì)耐用是隆頂產(chǎn)品的第三大重要特性。

由于隆頂采用的是一體化設(shè)計(jì),因此所有構(gòu)件都等壽命設(shè)計(jì),最長(zhǎng)可使用 30 年。這里的關(guān)鍵在于 30 年是一般光伏組件的線性輸出質(zhì)保壽命,我們通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和各部件間的集成優(yōu)勢(shì),將隆頂所有部件做到了和組件壽命同樣的 30 年,大大延長(zhǎng)了普通彩鋼屋頂 10-15 年的使用壽命,為業(yè)主避免了中途更換屋頂?shù)睦_。30 年線性功率輸出質(zhì)保,10 年產(chǎn)品工儀質(zhì)量質(zhì)保也讓隆頂?shù)氖褂酶鼮槭⌒摹?/p>

隆定產(chǎn)品的第四個(gè)特點(diǎn)就是 BIM 系統(tǒng)的引入

隆基新能源專為隆頂產(chǎn)品系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了專屬的 BIM 一體化智能建造系統(tǒng),該 BIM 系統(tǒng)集成了項(xiàng)目管理、物料管理、施工監(jiān)控等功能,可實(shí)現(xiàn)精細(xì)化施工、精準(zhǔn)化管理,讓每一個(gè)隆頂屋頂都成為精品工程。每一個(gè)構(gòu)件在 BIM 系統(tǒng)中都有專屬記錄軌跡,都可以追根溯源從而實(shí)現(xiàn)精細(xì)化維護(hù)。作為一款具有劃時(shí)代意義的產(chǎn)品,在隆頂背后也是隆基新能源強(qiáng)大研發(fā)實(shí)力的體現(xiàn)。我們始終認(rèn)為,要做出一款好的 BIPV 產(chǎn)品,必須體現(xiàn)出對(duì)建筑本身的尊重,讓建筑與光伏相互致敬。這也是隆頂產(chǎn)品的研發(fā)思路,為此我們組建了近百人的研發(fā)團(tuán)隊(duì),成員來(lái)自建筑、建材、電氣、鋼構(gòu)、光伏等多個(gè)領(lǐng)域,他們?cè)诟髯灶I(lǐng)域也都擁有豐富的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累。也正是在這些不同領(lǐng)域人才的通力配合下,我們才看到了這款具備業(yè)界領(lǐng)先性能的 BIPV 產(chǎn)品,截止目前,隆頂產(chǎn)品已經(jīng)申報(bào)了各類專利 73 項(xiàng)。

在分享的最后,我也想向大家介紹一下我們的母公司隆基股份和我所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)-隆基新能源,隆基股份是全球領(lǐng)先的太陽(yáng)能科技公司。在光伏領(lǐng)域,隆基專注單晶科技 20 年,歷經(jīng)半導(dǎo)體時(shí)代、硅片時(shí)代和太陽(yáng)能科技公司時(shí)代三個(gè)階段的發(fā)展,目前已經(jīng)成為全球市值最高的光伏企業(yè)。我所帶領(lǐng)的隆基新能源是隆基股份全資子公司,主要專注于光伏應(yīng)用場(chǎng)景開(kāi)發(fā),致力于為客戶提供一站式的“光伏+”解決方案。業(yè)務(wù)領(lǐng)域主要包括:分布式光伏電站、BIPV 產(chǎn)品、離微網(wǎng)系統(tǒng)等,主要的業(yè)務(wù)模式有項(xiàng)目咨詢、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)、EPC 總包、合同能源管理和電站運(yùn)維等方面。未來(lái)我們也將持續(xù)為全球客戶提供更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)。我的分享就到了這,不盡之處還請(qǐng)各位領(lǐng)導(dǎo)、專家批評(píng)指正,謝謝大家!

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