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分布式光伏发电系统与建筑结合的方式主要有两种,根据安装方式和组件外观是否定制分别为:一是光伏建筑一体化,即BIPV(Building Integrated Photovoltaic);二是光伏建筑附加,即BAPV(Building Attached Photovoltaic),BAPV应用时间更早,为了区别BIPV而增加的定义。从行业角度来看,BIPV在装机容量、防水可靠性、施工速度等各方面优势明显,加上产业链上下游不断完善,国家政策的强有力推动,未来发展前景更广阔。
BAPV具有“光伏产品”“安装型”的属性,存量建筑意向安装光伏时考虑,BIPV具有“建筑”的属性,多用于新建建筑。那么二者具体有哪些区别呢?
BAPV
BAPV指在原有建筑上新增分布式光伏发电系统,光伏系统不会影响原有建筑的基本功能,采用普通的光伏组件,组件只起发电作用。BAPV作为传统的分布式光伏与建筑结合的方式,多用于已建成使用的建筑,例如现浇混凝土屋面和彩钢瓦屋面:
传统BAPV劣势较明显,以彩钢瓦+BAPV为例:彩钢瓦自身使用寿命15年左右,而光伏系统寿命长达25年以上,这导致光伏系统运行的全生命周期内需要经历1-2次拆装工程,由此造成成本浪费、组件隐裂等风险;另外BAPV还存在的痛点:1、安全性:屋面荷载增大、风揭风险、电气起火、防水可靠性下降;2、经济性低:材料和施工成本高、翻修成本高;3、施工周期长、维护检修难度大。
BIPV
BIPV指将太阳能发电(光伏组件)集成到建筑上的技术,可一物两用,根据需要作为屋顶、天窗、幕墙等替代建筑装饰材料使用。进一步细分应用的类型,BIPV主要有一般大型建筑物屋顶、商业建筑外墙、停车场车棚、景观建筑等:
BIPV通常使用专业定制的组件,组件既发电又作为建筑构件和建筑材料使用,其中光伏组件必须先具备建筑的基本功能再满足发电需要。以天能瓦定制组件为例,与普通组件外观差别较大,组件采用特殊边框设计,以达到BIPV中组件的坚固耐用、保温隔热、防水防潮、适当强度和刚度等性能。
BIPV采用一次建设模式,在目标建筑建设过程中安装光伏支架、组件、电气相关设备等,与建筑形成一个整体,整体观感强。主要优点:1、通过减少支架消耗、翻修频率、增大安装容量来提升光伏系统整体经济性;2、结构安全:与建筑一体化设计和安装,建筑受力简单;3、防水可靠性高:依托建筑光伏一体化,且不像BAPV破坏建筑原有防水;4、使用寿命长:除组件玻璃板暴露在外,系统其他部件常年位于组件下方密封处,不受风雨侵蚀;5、施工难度低、施工效率高。
天合蓝天·天能瓦
天合蓝天作为光伏行业极少数同时拥有《钢结构工程专业承包贰级》、《电力工程施工总承包叁级》、《建筑施工企业安全生产许可证》等重要资质的企业,从BAPV“四大痛点”出发,经过不断更新和完善,推出了天能瓦3.0系统解决方案,通过参与建筑前端设计,采用通风、采光、运维通道一体化方案,适用于新建厂房、彩钢瓦翻修、覆盖式安装等多种场景。
天能瓦作为BIPV中极具竞争力的产品,其本身的经济性、安全性、安装便捷性、可靠性一直得到市场广泛认可。值得一提的是,第三代天合蓝天·天能瓦屋顶光伏系统解决方案使用快装压块(独家专利)一次锁紧到位,无需反复操作,仅需将组件插入压紧即可。以安装一块组件为例,传统安装方式螺丝需要拧紧12次,而天能瓦快装方式只需拧紧2次,经过安装现场试验认证,同时节省夹具、导轨安装时间和劳动力成本,比传统安装方式效率提升100%。
另外,天能瓦采用无导轨设计,节省导轨、夹具成本的同时,也减少了施工环节,组件间距缝隙更窄,装机量进一步提高,以机器智能清扫为前提的排布设计更具运维优势。以10000平米屋顶面积为例,传统光伏能铺装1.2MW,天能瓦可铺装1.7MW,相比传统光伏装机量增加20%-30%,同时减少压块成本60%,节省整体成本5%。
总结:
在碳达峰、碳中和的政策背景下,光伏与建筑的结合,大大推动了分布式光伏和建筑领域的发展,对于大型建筑节能减排、保护环境有重大意义;而从经济性、可靠性、安全性、便捷性等各方面考虑,BIPV相比BAPV优势巨大,未来将进一步取代BAPV,成为行业主流,实现爆发式的发展。天能瓦作为BIPV的代表产品之一,也将为实现“双碳”目标做出更大的贡献。
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