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全光伏墙体国内首创!未来科学城建成“会发电的房子”

2021-07-05 11:35:44 sisd 70

屋顶安装太阳能光伏板已较为常见,但墙体也由光伏板构成的建筑您见过么?这样一座“会发电的房子”近期在北京未来科学城正式建成投用,吸引了不少业内专家前来探访。该建筑是由国家能源集团绿色能源与建筑研究中心自主设计建设的BIPV(光伏建筑一体化)建筑能源集控与实验平台(简称BIPV中心)。

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BIPV中心外观。国家能源集团绿建中心供图

“会发电的房子”长什么样?记者昨天来到未来科学城国家能源集团园区内看到,这座建筑通体由深色呈镜面效果的一块块长方形薄膜光伏组件搭建完成,远处一看就格外亮眼。虽然效果有些类似城市中常见的玻璃幕墙设计,但是由于光伏板有效吸收了太阳光,所以不会产生光污染,视觉效果更加舒适。针对每天不同时段光照角度的不同,光伏板能翘起调整角度,最大程度吸收光照。

“有了墙体上的光伏组件,BIPV中心全年预计发电量7.5万度,自发自用,可满足与BIPV中心同样大小的办公建筑35%至40%的用电量。”站在BIPV中心前,绿建中心副主任姜凯语气里透出自信:“像这种规模的全光伏墙体建筑,我们做到了国内首创。”BIPV中心占地面积约752.9平方米,建筑面积1063.69平方米,主体建筑高8.67米,附建一座展示塔,高18.57米。中心东、西、南立面及屋顶敷设薄膜光伏组件1155块。

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BIPV中心外观。国家能源集团绿建中心供图

除了能发电,光伏组件做墙体还有哪些好处?姜凯告诉记者,轻型一体化装配式光伏墙体还具有快速装配施工和节能等特点。“一块块光伏墙体单元是在工厂内加工完成后直接运到施工现场的。在钢结构搭建完毕后,光伏墙体就好像拼积木一样一块块装配上,整个建筑墙体只用了7天时间就完成了装配。”此外,与传统墙体材料相比,轻型一体化装配式光伏墙体每平方米降低了152千克墙体重量,减轻了建筑静荷载;降低了22%的墙体厚度,更为轻薄。

可别以为光伏墙体只是一层光伏板。BIPV中心内展示的光伏组件显示,墙体表面是一层光伏板,中间有一段隔空的空间,后面还有一层保温墙体。这段隔空的空间里藏着另一项技术,那就是光伏余热的热利用系统。“太阳光照后,这个空腔内会形成50摄氏度左右的热空气,冬天把空腔中的热空气送到室内,可有效提高室温3到5摄氏度;夏天遮阳和自然通风散热,可降低室内温度5摄氏度左右,还能把热空气送到热泵热水机组的吸热端,用于提高热水机组的能效比,减小耗电量。”姜凯说。

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BIPV中心内景图。国家能源集团绿建中心供图

在BIPV中心,太阳能发电技术还可以与建筑智慧能源综合管理技术、大数据云技术相融合。走进中心,展示区的大屏幕内实时显示着发电、能耗、能效、环境、设备运行等数据,实现实时调度、能源综合利用管理等。“BIPV中心既是我们为光伏智慧建筑打造的一个‘样板间’,又是全国多个光伏智慧项目的数据‘大脑’。目前,绿建中心在全国的6个项目每天都会有大量数据汇聚于此,用于我们的科研人员远程监控、指挥以及进一步科研创新。”姜凯介绍。

想要建成这样既节能环保又外观亮眼的房子,是否比传统建筑造价更高?姜凯表示,光伏墙体的确比普通玻璃幕墙材质造价更高,但随着后续使用,发电产生的效益将在几年内逐步覆盖高出的成本,而光伏墙体的使用寿命可长达约20余年。但他也表示,光伏墙体并不适合所有建筑。“相比窗户较多的居民楼,它更适合窗户少的公共建筑,比如博物馆、交通枢纽、办公园区等。”