東方日升常州廠光伏屋頂樣本工廠
項目容量:2.05MW
項目地址:江蘇常州金壇直溪工業園
優秀的綠色高科技產品,可以保護土壤、動物與海洋,保存人類賴以生存的自然群落,同時也遵循大自然可持續發展的定律。這是現代人類在創新道路上的追求,也是繼承傳統文明、回望歷史與人文景物的最佳回饋。
而透過“光生伏打效應”形成的太陽能業務,給地球涂上一層充滿生機的保護色,以創新環保的使者身份來到你我的身邊。它將金波浩渺的過去,與繁花錦瑟的未來相互連接、彼此延伸。
江東福地常州金壇,有醉人的長蕩湖,綠樹成蔭的茅山風景區,一步一景的愚池公園。放眼望去的水榭樓臺與鏡湖山色,讓時光在此時此地靜止。在山水勝景之間,一場帶著新科技色彩的綠色實踐正在展開。
距離著名的茅山風景區20多公里,空中俯瞰江蘇常州金壇直溪工業園,絕色盡收眼底:大片的太陽能電池板,被齊齊整整地安置在幾處相鄰廠房的屋頂上,與白色墻面和周邊蜿蜒的高速公路融為一體。這塊藍灰色的“地毯”為園區平添了一道獨特的景致。
投資820萬,東方日升金壇BIPV展新姿
原來,這里就是東方日升(常州)新能源有限公司(下稱“東方日升常州”)光伏建筑一體化(即“BIPV”)項目的所在地。其容量為2.05MW,建設靜態總投資820萬元,2019年8月28日通過電網驗收,現已發電多日。
它的年均發電量約為200萬千瓦時,內部投資收益率14.8%。相比傳統屋頂材料,也為公司節省了好幾百萬元的資金。
東方日升常州工廠里,數十條產線每天都在高速運轉中,年產5GW電池及組件的產線異常繁忙。此前,該工廠的技術路線定型、設備采購工作等都曾有序推進,而廠房設計也得到了公司的重視,進行了更多的思考。
能不能有新變革的朝氣、新思維的勇氣,來尋求更優的屋頂設計方案?能不能用智能化、節能增效及建筑一體化思路,來為廠房設計做一些大膽的實踐?經過幾番討論,公司采用了“全組件”的形式,作為部分新廠房屋頂,從而賦予這座太陽能工廠更多充滿活力而有趣的元素。
東方日升副總裁黃強博士對能源一號表示,“光伏建筑一體化(即BIPV: Building Integrated PV)是一種將太陽能發電(光伏)產品集成到建筑上的技術。東方日升作為第一批進入光伏行業的公司,一直在探索“光伏+”這塊應用,最早可以追溯到我們總部辦公樓頂的項目,可以算是BIPV的初步嘗試。而東方日升金壇這一全新的BIPV項目總工期45天,能效高,也節省了建筑費。”
該BIPV項目拿出了2MW、1萬平米的屋頂資源,和合作伙伴們一起,不再是簡單地在建筑上安裝組件,而是直接讓組件完全取代原有屋頂。它既可發電,又能當大廠區的屋頂。這種產品,與特斯拉正在致力推廣的第三代光伏屋頂Solar glass十分相似:即讓光伏成為房屋頂棚的完全替代者。
以往的光電建筑一體化,大多數 是 “建筑 附加式 光伏”(BAPV: Building attached PV)模式 , 指的是彩鋼瓦等屋頂蓋好后,再附加光伏電池組件。而隨著光伏技術的發展,更為 先進 的模式 是采用“ 建筑集成式光伏 ” ( 即 BIPV)模式 , 也就是采用特殊 設計的 集成式BIPV光伏 組件 作為 建材, 直接 取代 原有 屋頂 。2MW的東方日升常州BIPV項目就是后一種方案。它與另外14MW的“傳統屋頂+組件”BAPV項目相映成趣,也讓整座太 陽能工廠更透亮,更美觀,更實用。
BIPV發展的關鍵因素是什么?
相比普通光伏電站項目, BIPV的市場發展空間并不小。 中國建筑科學研究院教授級高工何濤就說,未來數年,我國對城鎮新建建筑的能效水平要求會不斷提升,綠色建材應用占比也要超過40%。 算上國內既有建筑面積600億平方米和每年新建建筑面積20億平方米等,使用BIPV的各類建筑會越來越多。
何濤認為,作為傳統電力的最佳替代方案,把余電上網和自發自用相結合, BIPV對建筑的內部電網幾乎不形成沖擊,可實現就地和及時消納,更不考慮并網問題且不靠補貼。 而如果算上技術領先且規模龐大的國內電池組件產業作為支持,它的 潛力顯然非常巨大, 前景不可限量 。
從設計、施工及業主方來說, BIPV光伏產品的能效比、安全性、成本等都將是該產業從高數量級提升的本質因素。
能效上,東方日升金壇工廠的 BIPV工程已得到了淋漓展現。 就發電小時數和內部投資收益率來看,其已大大勝出傳統建筑材料。 與普通屋頂光伏電站項目相比,它也有其自身的特點。 全光伏電池的屋頂發電效率更高,電能質量及系統輸送效率也較突出。
BIPV是否足夠安全呢? 這點,在東方日升此次的BIPV項目上得到了一定程度的驗證。
黃強博士提到,根據歐盟Horizon 2020“光伏可融資性” 項目 組的報告顯示, 光伏常見問題首先集中在電纜和連接 器 等方面。東方日升的產品由于更 具有 標準化和規模化特點,大大 提高了產品的可靠性 。而25年的光伏產品質保,系統節點設計的標準與精細,更高的防火性及自然的散熱系統,符合建材使用規范的綠色材料,加之與建筑結合的一體化電池組件裝配等因素,都會讓東方日升的BIPV產品質量更穩定,也更可靠。
在諸多光伏發電系統運營的數據與經驗基礎上,東方日升的組件在運行中,對人身安全、防雷、接地及設備運行維修方便性上有著杰出的表現,也會讓公司的 BIPV擁有更大的競爭力及說服力。
“我個人認為,安全這一特性,對于BIPV的業務發展起著很重要的推動作用。 ”
黃強表示,也 還 有這樣一類客戶,他們追求的未必是光伏屋頂的投資回報率。把一片片組件用在自家房屋的屋頂上,是對建筑美學的一種感官享受,也是個性的彰顯、對居所設計的追求。這類人群并不特別在意價格,而是更看重BIPV和光伏所帶來的價值實現。盡管對于整個市場而言,這一市場的占比并不大,但存在即合理,而且這些客戶對光伏BIPV產品安全性的關注,超過了對成本、能效的考量。針對 這類客戶,東方日升 也 提供了定制的 更高端的 光伏瓦 產 品,并在 海外 市場形成了
MW級 的產品銷售量。
BIPV的安全性,還體現在防水性能上。 中國建筑金屬結構協會光電建筑應用委員會副主任章放就舉了這樣一個例子: 一家工廠的屋頂,因生物菌霉腐蝕嚴重,每隔幾年就需要更換。 這讓企業主非常頭疼: 一換屋頂,頂層車間就得停產,嚴重影響公司正常的業務運作。
當他獲悉光伏瓦不僅能代替現有屋頂,且可延長使用時間、材質又是耐腐蝕的玻璃時,就抱著試試看的心情,讓組件企業在廠區內先蓋個車棚。
經過一個夏天的實踐,他發現果然不漏水啊,但這還不能讓他完全放心。接著,企業主又讓組件廠商把一個冷凍設備的廠房屋頂做成 BIPV,二度試驗看看。 幾次試下來的結果都很滿意。 企業主下定決心,把所有的車間全部拿出來改造。 由于該工廠產權屬于自家,他又很快拿到了發電收益。 BIPV給這家公司的經營帶來了實實在在的效益,各方都樂在心頭。
“市場需求擺在這里,我們看到的是更廣闊、更有前景的BIPV應用前景。 ”在黃強看來,目前戶用和工商業都是BIPV的客戶群。 無論誰,都需要可靠而安全的光伏產品。
在美國,部分區域的新政帶給了 BIPV巨大的發展利好。 來自東吳證券的報告指出,美國加州能源委員會頒布的《2019建筑能效標準》要求,從2020年1月1日開始,所有在加州新建的三層及三層以下的低層住宅(包括獨棟)都將被要求強制安裝住宅光伏系統。 該項新政在未來將繼續拉動光伏業務裝機量的逐漸回升。
東吳證券就表示,目前馬斯克已對特斯拉的光伏銷售結構進行了一系列的重大逆勢改革,將銷售渠道從門店轉移到店內,再轉移至線上銷售,不斷降低獲客成本。前不久,特斯拉又宣布將在中國展開 BIPV業務,這一重磅消息必然會刺激中國的BIPV市場發展,再度引發全球及國內的強烈關注。
對于東方日升而言,憑借全球前十大光伏組件制造商的領航式走向, “電池組件、儲能、新材料”的一體兩翼業務大布局,其必然會在BIPV市場中蛟龍騰躍、如魚得水。
黃強博士也表示,BIPV需要 高效率 和配合建筑表面 的靈活性 ,如果匹配異質結電池,將能 發揮更大 的 發電和美學優勢 。異質結電池 的雙 面 性更高, 高溫 發電 性能 好, 能夠和超薄的 柔性 硅片兼容。未來 , 異質結 電池 還可以 通過 和 鈣鈦礦 疊層 電池 的 方式,拓展電池效率到 30 % 以上。因此 在建筑應用上 ,異質結電池 天然 比其他電池更具優勢。
事實上 ,異質結電池 很 可能是特斯拉 公司 BIPV產品的首選 , 特斯拉 也曾 宣布在美國水牛城 建設GW 級工廠的異質結電池生產線。
另一家光伏公司中信博新能源科技股份有限公司(下稱 “中信博”),也與東方日升一樣,皆是擁有科技底蘊與技術基因的制造類企業。 它們對BIPV領域的中長線市場早有洞察力與行動力。
中信博工廠及部分客戶的廠房已建成 BIPV屋頂,吹響了積極使用屋頂光伏發電系統的沖鋒號。 維護成本低、使用壽命長、投資收益高的BIPV系統,有著高質量的帶框組件配備,以及獨特而安全的導水防水系統,其抗風壓及嚴絲合縫的氣密性讓業主無后顧之憂。
包括東方日升、中信博等在內, BIPV系統簡潔科學的外觀,也能為企業積累碳排放的指標,讓相關方皆能獲得額外收益。
基于BIPV的綠色建筑,全球倍受認可
曾有人士提及, BIPV好是好,可似乎沒啥可供參考的海內外政策。 其實,盡管這一產品沒有獲得直接的補貼,但從海內外的鼓勵政策及評價體系來說,早就受到了關注。
2018年8月,我國開始實施《民用建筑太陽能光伏系統應用技術規范》,從制度上定義了BIPV的安全指標及操作規程,開啟了這一產品的技術規則之路,也加快了該應用的發展速度。 技術規范對太陽能光伏系統的設計、規劃設計、建筑及結構、太陽能光伏系統安裝和工程驗收,都給予了更全面的參考指導。
2019年9月,國家推出《近零能耗建筑技術標準》,再次點燃了BIPV業者熱情。 該標準對推動建筑節能減排和提升建筑環境水準、調整建筑能源結構等都有積極而深遠的意義。
2019年11月6日,國家發改委公布了《產業結構調整指導目錄(2019年本)》
在新能源大類中,太陽能建筑一體化組件設計與制造被列入了第一類鼓勵類中。
在海外,BIPV也已進入綠色建筑的標準體系之中。北京建筑大學陳紅兵教授的最近一份報告就指出,以美國的LEED,英國的BREEAM、日本的CASBEE來看,對BIPV的評價都有涉及。世界上最具知名度的LEED體系(即《能源與環境設計先導》)中這樣寫道,“能源與大氣”指標是考察綠色建筑的關鍵指標之一,如果對能源沒有貢獻的話,翻新改造現有建筑、新建建筑等,都不能冠名“綠色”。對于環境保護極看重的日本,同樣將環境效率納入了當地的評價體系之中,如果某個建筑能達到低資源消耗、低能耗付出標準的話,就有機會被授予最好綠色建筑的稱號。
BIPV這一關乎人類未來及自然生態的產業線,讓物聯網及新科技時代的智慧生活與生產方式得以更大程度的加速演變。它正在從過去的小范圍試用,走向全民體驗、全員共享的階段,并與儲能、電網等形成交互及智慧化的連通。
東方日升的“中國版特斯拉BIPV產業”,也將成為綠色世界的發現者、探求者、改變者與價值重塑者。