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英利光伏绿色建材打造零碳建筑新范本

日期:2020-08-31    来源:英利集团

国际太阳能光伏网

2020
08/31
16:45
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关键词: 英利集团 BIPV 光伏建筑一体化

日前,记者从英利集团获悉,其第十一代光伏建筑一体化BIPV)新品——“青砖”“黛瓦”“琉璃”已面向市场开售。据介绍,这并不是该系列产品的第一次亮相,早在2018年,“青砖”“黛瓦”就已经有了与建筑完美结合的成功示范。

英利第十一代BIPV新品——“青砖”“黛瓦”“琉璃”

在保定市北三环源盛城发集团厂区内,坐落着四栋独立式建筑“光伏+被动式+智能示范建筑”,“青砖”“黛瓦”就初次亮相于此。作为英利的第十代BIPV项目,该建筑楼群秉持零碳理念,通过光伏、地源\空气源热泵、毛细管辐射空调系统等能源技术及智慧能源管控、智慧办公等智能系统为一体,是全年用电近平衡的近零碳建筑,也是英利高度契合国家绿色建筑发展,推进建筑由粗放型向绿色低碳型转变升级的示范建筑项目。

“2017年底,公司涉足产业地产项目,考虑项目生产性服务的用地性质,公司上下都在思考要怎样才能满足当时的开发形势呢?联想到英利三期厂区内有一个‘光伏+新型城镇化示范项目’,是由三栋小别墅构成,其屋顶安装了光伏采光顶,墙体的各个立面也都安装了定制化光伏板。这为项目设计规划提供了很多参考。于是,一种可办公、可居住、可做生产车间的机动灵活的建筑楼群思路逐渐成型。”参与项目规划设计的冯惠介绍,“建筑设计之初便考虑了绿色低碳的理念,除了采光顶,还要将光伏融入建筑外墙。但在实际应用中发现,传统的光伏板与建筑材料有很大的差异,结合不好的话,外观效果并不理想。”

于是,让光伏板作为建筑外墙材料,以全新的形式应用在建筑中,成为设计之初亟需解决的一大难题。“为了解决这个问题,集团各单位紧密合作,并与建筑设计院合作进行研究。”冯惠说,在不影响发电效率的前提下改进传统光伏板外观是一项大工程,各项工作都要经过反复试验测试,多次探讨论证。研发人员对光伏板的颜色、砖缝大小等做了很多探索,尝试了深蓝、玫瑰金等不同颜色,以及全铺、半铺等多种电池板铺设方式。并结合整体建筑外立面效果,针对各种方案进行建模、制作效果图,同时对可实施性方案及制作成本等进行探讨。经过不断尝试,最终,集20余项BIPV专利技术于一体的“青砖”“黛瓦”研发成功,突破传统太阳能电池板外观设计,兼具砖墙、屋顶瓦片和发电功能,形成具有中式艺术特色的发电建筑。

采用“青砖”建设的光伏幕墙

“‘青砖’‘黛瓦’满足建筑建材标准,在推开产品迭代发展大门的同时,也推开了近零能耗建筑的大门。”冯惠表示,为了达到发电用电平衡,使整体建筑能源消耗达到零碳排放,需要计算光伏发电指标,换算面积,进而充分利用建筑本体的立面及顶面,按照需求布置光伏。经过多次布置调整,将总装机容量设计为97.8千瓦,安装面积728平方米,既不失建筑美感,又可持续提供每年10万度的绿色电力。“按照常规理论40瓦/平米耗电量计算,这个装机量可实现50%用电补充,但是按照被动式建筑15瓦/平米耗电量计算,除满足用电需求外,可实现35%外输率。此外,25年光伏总体节能减排效益可达150万元,相当于植树23000棵,减少二氧化碳排放2600吨。”冯惠说。

“‘青砖’作为光伏板不可避免后期维修更换,拆卸一定要简单便捷,因此,需要改变原来单纯边框螺栓固定或幕墙隐框固定安装方式,同时不能影响外立面效果。”参与项目建设的李波介绍,在施工应用时,经过整个团队的反复讨论,决定采用传统石材“干挂”法,将光伏板去掉边框、粘接副框,用铝合金子母挂件实现安装,既方便安装又避免了传统石材现场施工产生的扬尘等二次污染。其次,由于电池片尺寸为“156×156”的工业级尺寸,与建筑模数不相符,经过多次绘图比对,在不失美观与合理性的情况下,将窗位置进行尺寸微调,从而实现了外立面统一。

说到外墙施工过程,李波还分享了很多故事。为了实现“青砖”规格尺寸的标准化,以便在后续项目中得以推广,单是铝单板的规格种类就增加到了860种。“为了使铝单板材料与‘青砖’规格尺寸、排版布置、颜色完全吻合,我们与施工单位及铝板厂家沟通,确定方案再实验,几轮下来一个多月过去了。”李波回忆道,“期间,在转印铝单板实验过程中,我们发现其耐老化性能差,遇强光变色,又改成氟碳喷涂双色铝单板。但是喷涂双色铝单板规格太多,铝板厂家无法达成统一,最后做了860种模具。”后来,施工工期加紧,到场材料的数量满足不了施工要求,而厂家由于是人工作业,每日材料生产数量有限。为此,李波和施工人员早上6点便前往河南郑州厂家所在地协商,让厂家增加工人,调整加工顺序,以满足现场施工需求,等解决完所有问题再返回保定,已经是凌晨十二点多。

“随着光伏发电技术的革命性进步,光伏绿色建材的综合成本呈几何级下降,目前已具备市场化应用条件,相较普通建材,安装光伏绿色建材每平米增加600元左右,通过综合发电收益对冲,溢出成本8年可回收,在光伏绿色建材高效发电30年的时间里,可以稳定增益300%,全生命周期内,可源源不断为建筑提供绿色电力。”冯惠说。另据数据显示,在绿色建筑领域,该项目已申请《一种瓦片太阳能光伏组件》、《一种外挂式光伏幕墙用建筑构件》、《建筑用智能光伏发电砖》等专利34项,荣获《高效高透光太阳能全玻组件的研究》等省市级科技进步奖6项,主持、参与编写《建筑幕墙用光伏系统通用标准》、《晶体硅太阳能全玻组件》等技术标准5项,培养BIPV高级专业人才300余人。

建筑采用的被动式外窗

“除了光伏方案,这个项目承包了我们许多的‘第一次’,”冯惠表示,“被动式外窗、聚氨酯保温板、地源\空气源热泵系统、毛细管辐射空调系统、智能家居系统等国家现行新技术、新材料的应用,推动了城市绿色低碳的生活方式和建设运营模式。”据悉,通过被动式技术应用,建筑的节能效果达到了90%的标准,这比国家要求的节能标准高出了15%,优良的节能效果,使建筑自身的能耗降到了极低。此外,与普通建筑相比,每年还可节能2万余元。这4座独栋建筑的落成,真正实现“零碳、绿色、智慧、宜居”,形成超低能耗建筑关键技术示范综合一体化建筑方案,已成功申报河北省科技计划环资专项资助项目“超低能耗建筑关键技术研究及示范”。

近年来,从国家到地方频频推出绿色建筑、超低能耗建筑相关利好政策,这将BIPV推向了光伏行业热点位。无论是“青砖”“黛瓦”“琉璃”,还是未来更多的新型光伏绿色建材,英利所带来的,不只是产品的迭代和光伏技术的迭代这么简单,更是对国家绿色发展战略的积极响应,以建筑能源利用为核心,多维度输出面向未来的绿色零碳解决方案,推动人与自然和谐共生。


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