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黃河之水天上來,奔流到海不復(fù)回。談起光伏產(chǎn)業(yè)及建筑光伏(詞條“光伏”由行業(yè)大百科提供),班廣生的思緒猶如浩瀚的大河奔涌而來,班廣生預(yù)計(jì):繼蒸汽機(jī)、計(jì)算機(jī)工業(yè)變革后,我們即將迎來第三次工業(yè)革命——能源互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代!能源互聯(lián)網(wǎng)的提出將建筑光電功能進(jìn)一步擴(kuò)大化。節(jié)約能源就是生產(chǎn)能源,提高能效就是生產(chǎn)能源。當(dāng)每一幢建筑由傳統(tǒng)的“能源消費(fèi)者”變成“能源生產(chǎn)者”時(shí),會(huì)帶來全新的技術(shù)革命,使人們體會(huì)到技術(shù)改變世界的力量,建筑光伏前景十分可觀!
班廣生,中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)光電建筑應(yīng)用委員會(huì)專家、北京金易格新能源科技發(fā)展有限公司董事長。作為住房城鄉(xiāng)建設(shè)部2009年光伏補(bǔ)貼政策第一批項(xiàng)目的實(shí)施者,班廣生親歷了建筑光伏應(yīng)用補(bǔ)貼政策的從無到有、由投資補(bǔ)貼改為電價(jià)拉動(dòng)的歷程。作為專家,他同時(shí)擔(dān)任多項(xiàng)社會(huì)職務(wù),深諳光伏應(yīng)用的意義,了解歐洲40多個(gè)國家、美日韓的光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策和過程,他認(rèn)為光伏是產(chǎn)業(yè)不是行業(yè),在中國建筑金屬(詞條“金屬”由行業(yè)大百科提供)結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)及其所屬的光電建筑應(yīng)用委員會(huì)的指導(dǎo)下,協(xié)助上述機(jī)構(gòu),從建筑光伏頂層設(shè)計(jì)角度為光伏應(yīng)用指點(diǎn)迷津;作為企業(yè)領(lǐng)頭人,他踐行社會(huì)責(zé)任,將太陽能技術(shù)應(yīng)用延伸至國家荒漠化治理工程,致力于改善惡劣地區(qū)的人類生存環(huán)境。把他形容為“光伏名人”,實(shí)至名歸。
看透光伏產(chǎn)業(yè)的他如何看待建筑光伏,近日,《中國建設(shè)報(bào)·光電建筑》記者采訪了他。
住房城鄉(xiāng)建設(shè)部門要管好光電建筑
記者:今年年初,國家能源局確定年內(nèi)建成光伏電站14GW,其中地面電站6GW、分布式光伏8GW。通過上期欄目,我們知道分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)(詞條“光伏發(fā)電系統(tǒng)”由行業(yè)大百科提供)主要在建筑上實(shí)現(xiàn),那么,8GW的分布式光伏發(fā)電裝機(jī)容量對(duì)建筑意味著什么?
班廣生:國家鼓勵(lì)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng),裝機(jī)容量的對(duì)比表明分布式光伏發(fā)電正成為國家擴(kuò)大國內(nèi)光伏市場(chǎng)應(yīng)用的重要方向。這里,我們首先要明確兩個(gè)前提:建筑是分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)最重要的承載主體;又是分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的消費(fèi)對(duì)象,也就是說先要弄明白分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)從哪里來、又到哪里去的問題。
安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)的目的是發(fā)電供給建筑使用。兩者間的關(guān)系,如同熱水器用來洗澡,光伏系統(tǒng)為建筑增加了一項(xiàng)發(fā)電功能。2000年前,意大利人維特魯威寫的《建筑十書》指出,柱子 屋頂 基礎(chǔ),這就是建筑。那個(gè)時(shí)候的房子沒有水電、采暖通風(fēng),連窗(詞條“窗”由行業(yè)大百科提供)戶也沒有,后來我們慢慢有了墻、窗戶、電,建筑功能就豐富起來,現(xiàn)在也是一個(gè)建筑功能豐富的過程。
正確認(rèn)識(shí)了建筑和光伏的關(guān)系,這里面就存在一個(gè)問題,該不該強(qiáng)調(diào)建筑光伏一體化。我們恐怕沒有聽說過建筑給排水一體化、建筑空調(diào)一體化、建筑電氣一體化、建筑網(wǎng)絡(luò)一體化,為什么還要強(qiáng)調(diào)建筑光伏一體化。太陽能光伏隨著技術(shù)的發(fā)展,終究會(huì)成為建筑中不可缺的有機(jī)組成部分,過分強(qiáng)調(diào)建筑光伏一體化,并以光伏與建筑的連接方式分為所謂BIPV(集成型)及BAPV(附著型)強(qiáng)化一體化概念,實(shí)際上是不利的,是偽概念。
建筑與光伏結(jié)合,原則有限,形式無限。關(guān)鍵是首先保證建筑的安全性。
現(xiàn)在,不管太陽能資源好不好、光伏系統(tǒng)能發(fā)多少電,全國大江南北都在上馬分布式光伏項(xiàng)目,在行業(yè)繁榮前景的背后,業(yè)內(nèi)需要清醒認(rèn)識(shí)到分布式光伏建筑應(yīng)用的安全問題。如果不能正確認(rèn)識(shí)建筑和光伏的關(guān)系,會(huì)給建筑安全埋下巨大危害。比如光伏組件背板是塑料做的,后面是PVC板,中間是EVA膠膜,這些材料的防火性能差,易誘發(fā)房屋火災(zāi);建筑荷載(詞條“荷載”由行業(yè)大百科提供)問題,太陽能光伏組件裝上去,再增加雪荷載、冰荷載容易發(fā)生屋頂坍塌事故,還有屋頂漏水、建筑防雷等問題。此外,電池板壽命是20年,其間遇到屋頂維修如何處理?這些安全隱患不是危言聳聽,是客觀存在的真實(shí)情況。《中國建設(shè)報(bào)·光電建筑》:如何避免分布式光伏建筑應(yīng)用的安全隱患?
班廣生:一是住房城鄉(xiāng)建設(shè)部門應(yīng)盡快建立建筑光伏標(biāo)準(zhǔn)化體系。地面電站的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和建筑光伏的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范存在很大區(qū)別,光伏組件放在建筑上會(huì)產(chǎn)生荷載、防火、防雷等一系列問題,這些問題需要完整的標(biāo)準(zhǔn)體系指導(dǎo)解決。目前,地面電站已有設(shè)計(jì)規(guī)范、施工規(guī)范、驗(yàn)收規(guī)范及運(yùn)營規(guī)范,作為建筑主管部門,住房城鄉(xiāng)建設(shè)部門必須建立一系列配套標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,標(biāo)準(zhǔn)體系有了,行業(yè)基礎(chǔ)就有了,再談實(shí)施。
二是建立市場(chǎng)監(jiān)管辦法。屋頂作業(yè)具有危險(xiǎn)性,要有從業(yè)資格認(rèn)證。建筑光伏工程十分復(fù)雜,與建筑結(jié)構(gòu)、電氣弱電安裝、電氣輸送專業(yè)有關(guān),需要兼具土建、電力知識(shí)的專業(yè)人員來配套,最好明確推出“光電建筑師”這一從業(yè)認(rèn)證資格和標(biāo)準(zhǔn)。不了解建筑結(jié)構(gòu)、建筑電氣而胡亂接電的結(jié)果,一種是不發(fā)電,另一種就是著火、電人、引燃大樓。屋頂光伏避雷和建筑避雷有區(qū)別,電要防感應(yīng)電,建筑防雷主要是防頂擊雷、側(cè)擊雷。在屋頂上鋪太陽能板,不是一兩塊板子的數(shù)量,而是一大片板子,其產(chǎn)生的電流很大,地面電站防止感應(yīng)電擊直接埋電入地,屋頂感應(yīng)避電做不好,電會(huì)通過電纜直接沖入屋內(nèi),擊穿房屋。
記者:建筑光伏標(biāo)準(zhǔn)體系如何建立?
班廣生:目前,住房城鄉(xiāng)建設(shè)部正積極推進(jìn)有關(guān)建筑光伏的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),還需要時(shí)間建設(shè)和完善整個(gè)建筑光伏標(biāo)準(zhǔn)體系。這里有一個(gè)重要問題必須注意,建筑的功能告訴我們,要想在建筑上應(yīng)用光伏,一定要把光伏組件變?yōu)?a href='../../zsk/ct.asp?id=5200' target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>建筑構(gòu)件(詞條“建筑構(gòu)件”由行業(yè)大百科提供),因?yàn)楣夥M件不等于建筑構(gòu)件。建筑光伏工程標(biāo)準(zhǔn)體系內(nèi)容涉及面多,規(guī)程、規(guī)范、產(chǎn)品材料、工程、設(shè)計(jì),都不一樣,需要住房城鄉(xiāng)建設(shè)部門通過建筑光伏標(biāo)準(zhǔn)帶動(dòng)光伏材料、產(chǎn)品、構(gòu)件在建筑載體上的正確應(yīng)用。有了專門的光伏工程標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、運(yùn)行就有了依據(jù),也是規(guī)范建筑光伏市場(chǎng)的前提。
記者:光伏組件和建筑構(gòu)件的區(qū)別是什么?
班廣生:建筑光伏系統(tǒng)正常發(fā)揮作用,必須滿足建筑要求。光伏組件的電池、逆變器只有變成建筑一部分的構(gòu)件才可以應(yīng)用在建筑上。應(yīng)用在建筑上的東西一定是構(gòu)件,馬桶要和廁所管子直徑對(duì)得上、變成構(gòu)件才可以使用,否則只是擺設(shè)沒有作用;玻璃(詞條“玻璃”由行業(yè)大百科提供)不能直接放墻上,要有玻璃框、開閉把手,鋼化玻璃有時(shí)還需加膠玻璃,符合建筑要求才可以應(yīng)用。電池組件也是如此,不能直接安裝在建筑上,一定要變成建筑構(gòu)件。
任何產(chǎn)品的建筑應(yīng)用都要滿足建筑構(gòu)件要求,電機(jī)室內(nèi)外部件都要分別滿足不同部位的建筑構(gòu)件要求。滿足構(gòu)件要求:一是建筑學(xué)要求。建筑美學(xué)、社會(huì)性,要和當(dāng)?shù)丨h(huán)境融合,沒有馬路在南蓋房子門朝北的,這是建筑學(xué)起碼的要求。二是安全要求,不能著火、砸落、掉落,這是基本原則,建設(shè)期要安全,運(yùn)營期更要安全,別樓蓋好后不久就塌了、歪了、地陷了。三是物理功能,滿足建筑物理功能,起什么作用,馬桶沖水是作用、鏡子照人是作用、發(fā)電是作用,不能形成建筑傷疤,只是一道擺設(shè)。四是性能指標(biāo),組件本身要有抗風(fēng)壓、抗雪荷載、水密性、氣密性等指標(biāo),有了“身體條件”才可以正常工作。五是環(huán)境友好型要求,和環(huán)境協(xié)調(diào),減排,采用當(dāng)?shù)爻霎a(chǎn)、節(jié)能環(huán)保型、可再生型材料。這些都滿足了就是好構(gòu)件。
為建筑變成能源互聯(lián)網(wǎng)“細(xì)胞元素”努力
記者:光伏是增加了建筑的一項(xiàng)發(fā)電功能,這個(gè)功能有什么用?
班廣生:僅僅認(rèn)為“光伏是增加了建筑的一項(xiàng)發(fā)電功能”有些狹隘,認(rèn)為“把每一個(gè)建筑都變成發(fā)電廠”又過于浪漫和不現(xiàn)實(shí)。
按目前建筑節(jié)能指標(biāo)70%計(jì)算,如果能夠利用可再生能源達(dá)到20%,建筑能耗就很低了。建筑節(jié)能一是“節(jié)流”、二是“開源”,地?zé)帷⒆匀?a href='../../zsk/ct.asp?id=6179' target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>采光、光熱、光伏等都是“開源”的手段,所以,分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)用于建筑也是一種手段,而不是目標(biāo)。
建筑物是能量的消耗體。建筑物周邊擁有很多能量。太陽照到的地方,提供光、熱、電;地下有地?zé)?有風(fēng)能,越高的建筑越有煙筒效應(yīng);勢(shì)能,高低差,水往低處流;水能,沿著湖河、地下熱,目前,只是受現(xiàn)有技術(shù)限制沒有采集完全,未來,當(dāng)這些能量能夠一起為建筑服務(wù)時(shí),建筑只需要用一點(diǎn)點(diǎn)電就可以自動(dòng)生存,剩余的能量可以轉(zhuǎn)讓出去,這才是建筑能源應(yīng)用的最高境界,也是建筑功能發(fā)揮的未來方向。
沿著這個(gè)方向前進(jìn),我們即將迎來蒸汽機(jī)、計(jì)算機(jī)后的第三次工業(yè)革命,這時(shí)的關(guān)鍵詞是:能源互聯(lián)網(wǎng)。能源互聯(lián)網(wǎng)的提出將建筑光伏功能進(jìn)一步擴(kuò)大化,此時(shí)的建筑光伏應(yīng)用不能再單一地看,應(yīng)該差異化地看。
建筑的單體型、地域性、社會(huì)性決定了建筑不能簡單地從一個(gè)建筑或單一業(yè)態(tài)的建筑看問題。結(jié)合分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)可再生能源的特點(diǎn),即追求轉(zhuǎn)化效率最大化、即發(fā)即用、可交互來看,建筑以業(yè)態(tài)差異化的“群”組成,其相互之間的“能量差異”帶動(dòng)“能量交易”產(chǎn)生,實(shí)現(xiàn)將建筑變成能源互聯(lián)網(wǎng)的“細(xì)胞元素”。
天底下沒有完全相同的建筑,有差異就有交互,交互就有交易,實(shí)現(xiàn)能源互相交易,這就是能源互聯(lián)網(wǎng)的雛形。用一個(gè)建筑和每個(gè)建筑的差異補(bǔ)充電能做交易,辦公樓白天用,住宅小區(qū)的多余電發(fā)給辦公樓,晚上辦公樓不用了,補(bǔ)回小區(qū),等到一個(gè)樓、一個(gè)小區(qū)都有交互了,連起來就是能源互聯(lián)網(wǎng)。它的意義巨大,但要注意三項(xiàng)原則:一是能源利用,太陽能利用效率最大化;二是新能源電是即時(shí)電,不要儲(chǔ)存、不要長距離輸送,發(fā)就用,短距離給旁邊樓就用,不要上大電網(wǎng)去輸送,不劃算;三是通過差異化掌握能源供應(yīng)平衡,任何建筑都可以判定它的差異化,差異化符合古老的市場(chǎng)交易原則。【完】