01
BIPV是什么?
BIPV是“Building Integrated Photovoltaic”的英文缩写,意为“光伏建筑一体化”,指的是将光伏产品集成应用到建筑物上的技术,是分布式发电系统的一种。安装BIPV系统,将太阳能发电与建筑结合起来,充分利用建筑物的表面积,实现遮风挡雨的同时也能进行发电的额外功能。在太阳能面板进行发电作业时,也减少了紫外线射入,降低了墙体温度,减少了室内制冷的需求。这样,不仅可以降低建筑能耗,还可以减少碳排放。其次,还节约了大量土地资源,对于寸土寸金的城市而言实现了高效、绿色发电。此外,太阳能电池板安装在建筑的外立面,不仅起到保温、降温的作用,还能够保护建筑物,延长建筑的使用寿命。
随着碳中和成为世界各大强国的目标,光伏建筑一体化(BIPV)这一理念已经扎根全球。欧盟提出,到2026年,欧盟所有屋顶面积大于250平方米的新建公共建筑和商业楼,必须强制安装屋顶太阳能发电系统;到2027年,所有满足条件的现存建筑屋顶必须强制安装太阳能发电系统;到2029年,所有新建的住宅楼必须安装屋顶太阳能发电系统。由此可见,欧洲的光伏建筑一体化市场潜力巨大,除此之外,美国的商业前景也十分乐观。据环球电讯社2022年7月28日的报导,2021年,光伏建筑一体化(BIPV)市值117亿美元,全球市场预计将以年复合增长率增长。2022年至2031年,预计将增长 23.2%。到2031年,全球光伏建筑一体化(BIPV)市场预计将达到 944 亿美元。光伏建筑一体化(BIPV)市场可能会受到全球用电量增加以及光伏建筑一体化(BIPV)利好政策建的推动。
随着各国政府对温室气体排放的严格立法,光伏建筑一体化(BIPV)的制造商正专注于开发低成本的可再生能源生产方案。世界各国正在安装新的太阳能发电厂,以提高绿色电力的生产能力。以及增加现有设施的容量,以满足日益增长的电力需求。
在各国的各行各业中光伏建筑一体化(BIPV)已然成为大势所趋,其中便有美国的IT龙头企业——谷歌。
02
覆盖屋顶的“龙鳞”
2022年5月17日,谷歌筹备十年之久的新园区“Bay View”终于正式亮相这一项目的初始设计理念是“一系列帐篷式建筑”(a series of canopy-like buildings),同时要“模糊室内与室外的边界”。最终Bay View在42英亩(近17万平方米)的总面积上建设了两座办公楼、一个活动中心、一个员工宿舍,此外还保留了 20 英亩的开放空间。
Bay View的主体部分是一座现代化的智能全电动建筑,可灵活调整能源需求以满足波动的电力供应。除了安装北美最大的地热转化系统之外,屋顶还采用了光伏建筑一体化(BIPV)设计,覆盖着独特形状的太阳能电池板。
谷歌新园区“Bay View”屋顶的太阳能电池板(外观/内景)
无论是外观还是内景,Bay View的确满足了其设计理念——看上去像帐篷。这不仅仅只是视觉艺术上的追求,Bay View的“帐篷”屋顶近看其实是密密麻麻的太阳能电池板,它被命名为“龙鳞太阳能皮肤”(Dragon scale solar skin),这块“皮肤”由90,000块太阳能电池板组成,满输出功率时它们能产生约7兆瓦可再生能源。这相当于新园区电力需求的40%,可满足加州约1,800个普通家庭的电力消耗。这款“龙鳞太阳能皮肤”(Dragon scale solar skin)的外观看起来与传统的BIPV大不相同,传统的 BIPV 是扁平的矩形,而“龙鳞”则是不规则的曲面。
外形酷似“龙鳞”的太阳能屋顶
在美国和欧洲,在光伏建筑一体化(BIPV)中,与屋顶材料集成在一起的太阳能电池板被称为太阳能屋顶或太阳能瓦片。“瓦”是美国常用的一种板状屋面材料,是在无机基材上涂敷沥青制成的,也叫沥青瓦屋面材料。
名为“龙鳞(Dragon scale)”的太阳能电池板是由总部位于瑞士的SunStayle公司开发和销售的。该公司在瑞士开发和供应这种独特的太阳能屋顶已有十多年。该公司生产的超过500,000块太阳能电池板已经被用于500多个项目,主要集中在欧洲。
Sunstyle太阳能电池板由棱镜玻璃制成,其纹理和设计采用了独特的涂层技术。此外,这种太阳能电池板在发电方面也很有优势,因为它们能够更好地捕捉光线。此外,它还能减少反射性眩光,减少了对于飞机驾驶员的影响。这些具有纹理和功能的太阳能电池板有序地重叠在一起,打造出独一无二的“龙鳞(Dragon scale)”。
该公司的太阳能电池板由PERC(Passivated Emitter and Rear Cell,射结钝化全背场扩散电池)单晶硅电池组成,外部尺寸为870毫米×870毫米。每个单体的输出功率为115瓦,转换效率为17%。
Sunstyle 独特的太阳能电池板结构
随着谷歌新园区Bay View的建成,Sunstyle也宣布了针对美国市场的销售扩张战略。
03
谷歌的无碳电力计划
谷歌总部位于硅谷,长期以来一直是可再生能源采购量的企业领导者,早在2007年便已经实现了碳中和,并于2017年实现了100%可再生能源供应。谷歌目前的目标是,到2030年使用无碳电力运行其所有数据中心和园区。此外,它还制定了“一年365天,每天24小时无碳电力”的远大目标,随时随地开展无碳电力业务。
实际上,新园区Bay View已将可再生能源作为优先事项,并最大限度地发挥建筑物安装太阳能的潜力,以实现到2030年“全天候使用无碳电力运行”的目标。全新亮相的“龙鳞”搭配上附近的风力发电设施,Bay View能实现在 90% 的时间里使用无碳能源供电。据谷歌介绍,Bay View有望获得 LEED铂金认证,这也是谷歌2030 年实现无碳排放计划的一部分。