势不可挡的光伏建筑

文│沈浩浩

增加10%的成本

牛津光伏是于2010年底从牛津大学独立出来的一家公司。投资该公司的是MTI合伙人公司。清洁技术是MTI合伙人公司致力投资的领域之一。此次投资可以帮助牛津光伏的太阳能玻璃产品进一步向市场化靠近。

“我们想强调的一点是，与其让太阳能光伏向建筑物靠近，还不如让建筑物本身变成光伏产品。” 牛津光伏公司创始人和首席执行官凯文·阿瑟向媒体表示，“一旦客户决定用玻璃建造一个建筑物的话，就意味着他要为玻璃‘买单’了。如果想要安装太阳能玻璃，只需要额外付出很少的成本，其价格不会超过建筑物外观成本的10%。”以伦敦为例，建筑物每平方米的成本大约在600-1000英镑之间。安装这一新型太阳能电池的成本大约是每平方米60～100英镑。

据介绍，这项技术实现的路径是，给常规的玻璃增加一层透明的、最多3微米厚的固态太阳能电池，由此就可以将其接收的12%的太阳能转化为电能。这些能量可以输出到国家电网或用于建筑物自身的运行。

宝马世界慕尼黑的宝马世界，屋顶上安装了3660块光伏太阳能板，面积约8000平方米，设计功率为810KWP

“我们可以将玻璃印染成各种各样的颜色，如蓝色、绿色和红色等等。但是不同的颜色有不同的光效：黑色最高，绿色比较好，红色还可以，而蓝色则比较差。”阿瑟说。

牛津光伏公司表示，公司计划今年建造更大型的生产设施，以便到2014年能够提供各种尺寸的样品和试验用面板。而公司的主要目标是那些有意向建设新建筑的客户，同时对于那些对既有建筑进行外观改造的客户也很感兴趣。

最近发布的相关数据显示，去年全球太阳能电池的安装量首次达到了100吉瓦，比2011年的71吉瓦和2010年的40吉瓦有明显提高。

膜的竞争

人类社会最主要的能耗是工业能耗、交通能耗和建筑能耗。随着人口的增加、城市化的发展、生活水平的提高，建筑能耗已经超越工业能耗和交通能耗，而居于社会能耗的首位。太阳能光伏作为一种清洁的可再生能源电力，为节约常规能源打开了一扇光明之门。光伏在建筑上的应用，为建筑节能开辟了一条崭新的道路。

为了达到商业化应用的电力功效，德国和日本因为国土面积太小，也没有大量的荒漠，无法铺设大面积的光伏阵列，因此在20世纪90年代，他们提出了“光伏屋顶计划”，把光伏电站放到了屋顶上，促成了光伏与建筑的结合。

光伏与建筑一经结合，便显示出了它的优越性。建筑设计师们自从接受了光伏电站的模式，就把它融入到建筑设计中，于是出现了光伏采光顶、光伏幕墙、光伏窗、光伏遮阳、光伏篷、光伏亭等等。最引人注目的莫过于光伏建筑一体化（BIPV）市场的发展。光伏建筑一体化可分为两大类：一类是光伏方阵与建筑的结合。这种方式是将光伏方阵依附于建筑物上，建筑物作为光伏方阵载体，起支承作用。另一类是光伏方阵与建筑的集成。这种方式是光伏组件以一种建筑材料的形式出现，光伏方阵成为建筑不可分割的一部分。如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。

纽约MOMA玻璃纸房子

NanoMarkets报告显示，到2015年，全球光伏建筑一体市场有望增长逾50亿美元。目前BIPV市场价值仅为21亿美元，截至2015年将提高到75亿美元。

美国国家标准与技术研究院(NIST)去年下半年在马里兰州盖士堡园区建成了美国首个零能耗住宅测试基地。该建筑看起来像是一个标准化的美国家庭，两层楼有四间卧室及三间浴室。科学家将会在为期一年的时间里利用电脑模拟和机械控制模仿四口之家的活动。该建筑将会在预定时间开关电器及照明设备，所有的能源将直接来源于住宅本身并完成自给自足。这被视为是BIPV最彻底的一次运用，研究院希望借此来帮助尖端清洁能源技术实现商业化。

在BIPV领域，薄膜太阳能电池占据显著优势。薄膜太阳电池是新一代的太阳能电池，比之传统的晶体硅电池，具有原材料省、低能耗、低成本、便于大面积连续生产等显著的优势。牛津光伏此次开发出来的彩色玻璃被业内视为是在原基础上的薄膜技术的升级运用。

就光伏建筑的主要应用之一太阳能屋顶而言，薄膜电池更能发挥其技术优势。薄膜电池弱光响应效应更好，单位成本相对低，薄膜光伏组件更容易与建筑物实现构件一体化，在节省建筑构件等材料费用的同时，还可以通过发电产生经济收益，并提升建筑物的美感。光伏建筑的另一主要应用玻璃幕墙也是如此。可以说，未来光伏建筑一体化的竞争核心，就在于这层“膜”。