随着人们对建筑美学方面的关注度不断提高，高层建筑的外墙和幕墙都采用了高玻璃化。而传统幕墙建筑通常采用大量玻璃，能耗高，在能源性能法规日益严格的背景下，无论是现有建筑还是新造建筑，促进建筑节能成为当务之急。光伏能源在建筑中的集成（BIPV），已被证明可以有效地将可再生能源与建筑结构美学功能结合起来，因此，安装光伏系统成为建筑幕墙的一种新的选择。
 

 

建筑光伏一体化（BIPV）概念包含两个相互关联的方面：太阳能组件的发电性能与作为建筑结构件的美学属性与功能属性。该定义明确排除了“附加”设施，例如安装在现有屋顶顶部的光伏组件，除了发电外不用于任何其他用途（即建筑应用光伏或 BAPV）。近年来，BIPV技术被广泛认为是解决建筑行业不断增长的能源需求的重要技术，有助于向净零能耗建筑（NZEB）过渡。
 

01 建筑光伏一体化（BIPV）的优势

（1）可持续能源发电：BIPV系统利用太阳能能量并将其转化为电能，为建筑物提供可再生能源，可减少对传统化石燃料的依赖，有助于应对气候变化。

（2）节省成本：投资BIPV可以带来长期经济效益，为业主节省大量成本，如通过自身系统发电，建筑物可以减少对电网的依赖，从而降低水电费。此外，一些政府还为纳入可持续技术提供激励措施和税收抵免。
 

（3）减少碳足迹：由于BIPV系统生产清洁能源，因此有助于减少温室气体排放。根据国际能源署数据，建筑物排放的二氧化碳约占全球二氧化碳排放量的28%。建筑光伏一体化（BIPV）的大规模应用，可以显着减轻对环境的影响。

（4）美学属性：与传统太阳能电池板不同，BIPV系统旨在与建筑物的结构无缝融合，无论是透明面板还是彩色面板，都可根据自身需求去选择，有利于增强建筑物的视觉吸引力。

 

（5）增强耐用性：BIPV系统能够承受极端天气条件，同时保持能源效率。其通常比传统建筑材料更耐用，使用寿命更长久。
 

02 净零能耗建筑（NZEB）定义

净零能耗建筑（zero energy consumption buildings），是指不消耗常规能源的建筑，完全依靠太阳能或者其它可再生能源，全年总能耗量近似等于在现场或在其他地方所生产的可再生能源量的建筑。简单来说，就是一座净零能耗建筑在一年内产生的能源与消耗的能源一样多。同时，净零能耗建筑适应气候和场地条件，通过被动式建筑设计大大减少供暖、制冷和照明需求。此外，它采用主动技术措施，最大限度地提高能源设备和系统的效率，以最小的能耗提供舒适的室内环境。
 

 

03 BIPV技术在NZEB中的应用

建筑光伏一体化（BIPV）的特性使其可以灵活地安装在不连续和连续的屋顶、中庭和天窗、雨幕或通风或雨幕立面、双层立面、砖石墙、窗户和幕墙以及女儿墙、栏杆、天篷和遮阳篷上。根据所采用的技术和材料选择，BIPV太阳能技术通常有单晶/多晶硅、碲化镉（CdTe）、钙钛矿（PSC）等。
 

（1）屋顶应用：屋顶无疑拥有巨大的太阳能应用潜力。近年来，很多光伏科技公司开发出许多屋顶光伏应用解决方案。如中茂光伏科技的“华顶”产品，是一种集成式、一体化的绿色能源建材，采用碲化镉薄膜光伏组件，不仅可以在屋顶BIPV中实现更大装机量，产品结构性能也能达标建筑物安全性能要求。此外，还有光伏瓦、光伏膜等产品，适用于各类屋面结构，安装也简单方便。

（2）立面应用：使用发电玻璃替代传统普通玻璃。在两块超白高透的玻璃之间，均匀沉积一层微米级的薄膜光伏材料，这种发电玻璃的图案、尺寸、透光度还可以个性定制，使建筑物外墙看起来与众不同，营造出建筑光影效果。同时，光伏材料由于是封装在玻璃内，从而不受天气或者清洗窗户的影响，使用寿命更为长久。
 

04 结 语

由于我国零能耗建筑起步较晚，真正实现零能耗过程注定十分曲折。近年来，国家和各级政府对节能建筑的关注和重视预示着未来几年市场的增长。2019年住建部印发《近零能耗建筑技术标准》GB/T51350-2019，2024年国家发展改革委、住房城乡建设部印发《加快推动建筑领域节能降碳工作方案》，强调要在2027年实现超低能耗建筑规模化。这些政策文件为建筑行业的绿色发展提供了明确的方向和要求，同时也为相关企业提供了税收减免、资金补贴等激励措施，有力地推动了建筑行业的低碳转型和绿色发展。