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章放:如何抹平光伏与建筑之间的那道鸿沟?

2020-11-19 15:46:32 太阳能发电网   作者: 章放  

编者按:昨日,北京市发改委、财政局、住建委联合印发通知,拟在全市范围实施六大阳光工程推动光伏发电应用,为此将提供强力的补贴支持,其中度电补贴最高可达0.4元补五年,以实现到2022年北京市可再生能源占比达到10%以上的目标。

可以预见,如此强力的政策激励,必将推动光伏发电在北京市范围内形成新一轮应用高潮。

从六大阳光工程定位的应用场景来看,几乎都离不开与建筑或其他设施的结合,虽然光伏与建筑的结合并不是个新话题,但其间值得思考和研究的问题却仍是不少,特别是在北京市本次推广光伏应用更多是为冬奥会服务事涉国际形象的背景况下,如何有序且“艺术”地进行项目开发设计,就更是值得开发商思考了。

本文根据中国建筑金属结构协会光电建筑委员会副主任章放先生近日在一次会议上的发言整理,以期带给业界一些借鉴和思考。

几件小事:在BIPV之前,建筑和光伏之间有一道鸿沟

【第1件小事】有一年的上海光伏展期间,我们邀请了几家上海的幕墙企业与一家光伏组件企业座谈。组件企业的人问,你们对我们的组件安装在幕墙上怎么看?

幕墙企业的人说,你那个3.2㎜厚的玻璃我不敢用。

后来,这顿饭就变成了扯闲篇。

【第2件小事】有一年,住建部标准定额司委托我们找几家光伏企业,与中国建筑标准设计研究院建筑电气所讨论光电建筑问题。

标准院的人问,光伏系统安装在建筑上,就成为建筑的一个电源了,那么究竟是如何满足建筑电气要求的呢?

双方始终没有说到一个点上,结果不欢而散。

【第3件小事】我们曾经受住建部标准定额司的委托,编写《建筑光伏系统技术导则》。开会时,住建部的领导说,建筑光伏是一个新生事物,应用还不成熟,希望你们把导则编成一个信息丰富的指导性技术文件。

结果,我们还是把它编成了一个技术规范。

报批时,主管领导说,你们还是被传统的标准观念束缚了。

豁然开朗:通过编制BIPV标准,可以有效地填平那道鸿沟

2018年,福建一家幕墙企业提出编制光伏幕墙标准,我们对他们讲,2012年就有企业向住建部申报编制光伏幕墙标准,结果没有编出来,原因可能是标准管理部门认为,光伏幕墙并没有改变幕墙的结构和性能,只是增加了发电功能,既然已经发布了光伏发电站设计规范,那么与幕墙技术规范配合使用就可以了,没有必要编写重复性的内容。

2019年,该企业继续提出要编制光伏幕墙标准,他们认为,依据现有的玻璃幕墙技术规范和光伏发电站设计规范,并不能有效的在实际中应用。我们尊重了他们的意见,同意这个标准立项。

在立项征求专家意见时,有专家问,你们这个标准打算怎么编呀?编什么内容呢?

当时,我们确实也没有形成一个比较明确的编制思路。对于专家提出的问题,我也陷入了为难的境地。一天早晨,忽然有一句话在我脑海中蹦了出来,它像一道闪电击中了我:“标准不是写出来的,是研究出来的。”

于是,我就和主编单位商量,我们先不急于确立标准结构,先把光伏应用在幕墙上究竟存在什么问题搞清楚再说。

主编单位同意了我的想法,我便着手设计了一套调查问卷,发给所有的参编单位。意见反馈还比较高,特别是幕墙企业,表现出极大的兴趣。意见回收以后,我进行了统计分析,把光伏适应或不适应幕墙的问题排了个队,基本上看清了哪些问题是需要解决的。

针对这些问题,我们形成了“标准编制大纲”。根据编制大纲,我们成立了3个课题组,分别研究相应的问题。

第1组的研究课题是“光伏幕墙构件开发试验研究”,主要研究构件尺寸、力学性能、光学性能、热工性能、声学性能、安装要求;

第2组的研究课题是“光伏幕墙布线开发试验研究”,主要研究布线类型、基本构造、金属线槽构件、框支承构件;

第3组的研究课题是“光伏幕墙电气适应性研究”,主要研究保障安全(包括特低电压、继电保护、电击防护)和供电可靠(包括光伏组件、逆变器、发电效率等)。

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虽然课题组成立了,研究课题也明确了,但承担课题研发的企业仍然感到无从下手,工作效率不显著,什么原因呢?

经过了解发现,一是他们对课题知其然,但不知其所以然;二是他们在单位都有很多工作,不可能用全部时间做这件事。

怎么办呢?这个时候正是疫情期间,也不能集中开会,我们就在“腾讯会议”召开线上会议,一共开了6次,让幕墙企业的人和组件企业的人展开讨论,我们还把幕墙标准中的相关规定整理出来,供组件企业了解,让他们按要求去开发样品。

为了节省企业研发人员的时间,我们还为每个组都设计了表格,通过填表方式,指导他们取得试验数据。

比如说构件尺寸,建筑师在设计时要表达理念,理念通过造型来表现,幕墙是建筑的外表皮,不仅要追求审美效果,还要满足建筑或室内的功能要求,幕墙的分格尺寸就会有许多变化。

而光伏组件呢,一直以来都是以地面电站为主,生产工艺主要考虑在满足地面荷载所要求的强度下,追求经济的最大化,结果组件的尺寸也是多种多样。那么,如何统一两者之间的尺寸差异呢?

我们就提出,选择一定的建筑模数作为解决问题的技术措施,组件企业可根据各自的特点,给出一定的尺寸调节范围,将尺寸的差异最小化。

再比如保障安全,幕墙是由面板和支承体系构成的建筑外围护结构,光伏系统的线缆是通过横梁和立柱敷设的,如果线缆出现漏电,支承体系也绝不能成为导体。按照建筑电气的要求,我们就指导企业提供技术措施和解决方案。

比方说,可以选择特低电压(直流不大于120V),即便横梁立柱导电,电压也控制在安全范围之内;如果不采取特低电压,也可以采用继电保护,线路一旦出现漏电,关断器可迅速动作;当然,也可以选择在布线型腔内进行加强绝缘,使支承体系形成双重防护。

标准草案形成以后,我们高度重视参编企业的意见。为了便于讨论,我们以课题组为单元,召开了三次工作会议。

我们都知道,现在的太阳电池技术越来越多样化,只有让不同的技术用到最合适的地方,才能发挥出它的最大优势。

比方说单晶硅组件,它就比较适合用在幕墙的非透光部位。逆变器也是这样,随着智能化的发展,它的功能越来越多。功能增加,成本也会增加。如果一味地讲求功能全,势必有些功能会闲置。

对于光伏幕墙来讲,保障触电安全和提高发电效率可能更加主要。所以,我们就引导企业针对幕墙和建筑电气的要求,重点提出该企业产品的主要技术参数。

抛砖引玉:BIPV现在是一片蓝海,它终究会成为一片红海

与地面电站相比,光电建筑的应用形式更加丰富,初期BAPV的应用可能多一些,未来BIPV的应用可能会多起来。现在的BIPV还不太成熟,但发展空间巨大,需要有更多的创新企业涌现出来。《光伏幕墙应用指南》希望唤起更多的BIPV创新者。

这个标准计划用1年时间完成,但开发试验研究就用了7个多月。对于一项新产品或新技术的开发而言,7个月时间显然是仓促的,何况参加开发研究的企业只有30多家。所以说,这个标准仅仅是开了一个头,为BIPV的发展提供了一个指向。其实,更大的发展还在后面呢。

请大家相信,BIPV是干不完的。中国的房子至少盖了五千年了,还一直在盖,因为总有新型的建筑不断出现。(作者为中国建筑金属结构协会光电建筑委员会副主任)




责任编辑: 李颖

标签: 章放 光伏与建筑

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