科技“小”鎮(zhèn)的“大”創(chuàng)新

銅銦鎵硒建筑光伏一體化成就“自發(fā)電”時(shí)代

中國電力新聞網(wǎng)記者 莫非

11月的廣東，還是穿短袖的夏天，從深圳寶安機(jī)場(chǎng)向惠州出發(fā)，高速公路兩旁都是賞心悅目的綠色。車子駛出惠州市區(qū)，閑適的小鎮(zhèn)煙火逐漸取代了繁華都市的喧囂，記者此行的目的地——潼湖科技小鎮(zhèn)就隱匿于這片看似尋常的村鎮(zhèn)之中。

2017年初，廣東省發(fā)改委正式印發(fā)《廣東惠州潼湖生態(tài)智慧區(qū)發(fā)展總體規(guī)劃(2017-2030)》，明確將潼湖打造成 “廣東硅谷”，使其成為廣東黃金海岸產(chǎn)業(yè)帶新的重要增長(zhǎng)極。這個(gè)以“科技”命名的新興小鎮(zhèn)究竟有哪些獨(dú)到之處?記者懷著強(qiáng)烈的好奇心，前去一探究竟。

建筑光伏一體化

帶領(lǐng)科技小鎮(zhèn)進(jìn)入“自發(fā)電”時(shí)代

潼湖科技小鎮(zhèn)位于廣東最大的內(nèi)陸淡水濕地——約55平方公里的潼湖濕地。煙波浩渺、鷺鳥紛飛，勾畫出南方特有的秀麗景致�，F(xiàn)代化的高樓大廈點(diǎn)綴在青山綠水的“仙境”中，衍生出現(xiàn)代與自然的和諧之美。今年9月投入運(yùn)營(yíng)以來，思科、深物聯(lián)共同體等科技創(chuàng)新企業(yè)已入駐園區(qū)。

漫步在小鎮(zhèn)，正聽著小鎮(zhèn)的工作人員講解小鎮(zhèn)的智慧建設(shè)，記者被眼前一棟外覆玻璃幕墻、極具現(xiàn)代感的幾何形建筑所吸引。“這是一座會(huì)發(fā)電的房子。”工作人員笑著對(duì)記者賣了個(gè)關(guān)子。

原來，這是由國家能源集團(tuán)和碧桂園集團(tuán)聯(lián)合打造的國內(nèi)首座銅銦鎵硒(簡(jiǎn)稱CIGS)建筑光伏一體化(簡(jiǎn)稱BIPV)科技示范建筑項(xiàng)目。

其裝飾幕墻所采用的銅銦鎵硒薄膜光伏組件不同于傳統(tǒng)的光伏電池板，由銅、銦、鎵、硒四種元素通過共蒸發(fā)真空鍍膜技術(shù)鍍到玻璃襯底上，厚度僅有2微米。電池體的整體厚度不超過5微米，在國際上被稱為“下一代非常有前途的新型薄膜太陽能電池”。CIGS電池具有比晶硅更高的理論轉(zhuǎn)化效率和更低的制造能耗和材料消耗，當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率紀(jì)錄已達(dá)到22.9%。

工作人員告訴記者，這座建筑已經(jīng)宣告竣工，投用發(fā)電。項(xiàng)目總計(jì)使用CIGS光伏組件2037塊，總裝機(jī)容量為200千瓦，采用“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)、就近高效利用”分布式發(fā)電模式，年發(fā)電量為12.3萬千瓦時(shí)，可滿足建筑10%以上的用電需求，遠(yuǎn)大于國家在《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的可再生能源提供發(fā)電比例≥4%的標(biāo)準(zhǔn)。

“這一示范項(xiàng)目首次在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)了CIGS-BIPV的統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一施工、統(tǒng)一驗(yàn)收，并采用光伏光熱太陽能綜合利用技術(shù)、光伏幕墻快裝配技術(shù)、大數(shù)據(jù)和云平臺(tái)等多項(xiàng)技術(shù)，讓建筑由能源消費(fèi)者向能源生產(chǎn)者轉(zhuǎn)變。” 中國工程院院士、國家能源集團(tuán)總經(jīng)理凌文對(duì)記者說。

該項(xiàng)目的建成，不僅為潼湖科技小鎮(zhèn)的“科技感”增添了亮眼的一筆，更將小鎮(zhèn)帶入了綠色電力自主供給的“自發(fā)電”時(shí)代。

創(chuàng)新技術(shù)

市場(chǎng)規(guī)模未來可期

記者查閱《建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展“十三五”規(guī)劃》發(fā)現(xiàn)，僅“十三五”期間，我國城市中光伏建筑一體化可應(yīng)用面積將達(dá)17.9億平方米，城市新增光伏建筑應(yīng)用裝機(jī)容量將在1000萬千瓦以上�？梢灶A(yù)見，來我國建筑光伏一體化建設(shè)的市場(chǎng)將是一片藍(lán)海。

但是當(dāng)前的光伏建筑一體化項(xiàng)目尚為“初級(jí)版”，大多是將太陽能光伏組件以光伏幕墻形式安裝于建筑物外立面，并未將光伏組件作為建筑物整體的一部分有機(jī)地集成進(jìn)建筑物中，沒有有效結(jié)合被動(dòng)式設(shè)計(jì)與主動(dòng)式設(shè)計(jì)以及利用系統(tǒng)集成的觀念，建筑物的自動(dòng)化系統(tǒng)也基本未能有效運(yùn)行。

CIGS-BIPV高度集成多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，將銅銦鎵硒光伏技術(shù)與建筑工程深度融合，不僅實(shí)現(xiàn)了建筑美學(xué)，還能有效地為建筑物提供可再生能源，大幅提升建筑品質(zhì)，可被視為光伏建筑一體化的“高級(jí)版”。

以潼湖科技小鎮(zhèn)的CIGS-BIPV示范項(xiàng)目為例，其創(chuàng)新研發(fā)了通風(fēng)式光伏墻體。“光伏幕墻與內(nèi)墻形成豎向封閉空腔，既解決了建筑層間防火問題，又降低了光伏組件溫度，提高發(fā)電效率。在幕墻底部和頂部設(shè)計(jì)通風(fēng)百葉及空腔取熱系統(tǒng)，結(jié)合空氣源熱泵將空腔內(nèi)熱空氣收集取熱提供生活熱水，實(shí)現(xiàn)了熱效能綜合利用。” 國家能源集團(tuán)BIPV辦公室主任秦文軍向記者介紹道。

有“顏值”，有“智慧”，還要夠“堅(jiān)強(qiáng)”。CIGS-BIPV光伏幕墻的安全性能相當(dāng)可靠，在今年“山竹”14級(jí)臺(tái)風(fēng)的暴虐下，傲然屹立，無一處破損。

“BIPV不僅是光伏產(chǎn)業(yè)從集中式地面站向分布式發(fā)電市場(chǎng)轉(zhuǎn)型的一個(gè)重要的市場(chǎng)和熱點(diǎn)，也是建筑行業(yè)發(fā)展綠色建筑和近零能耗建筑的重要技術(shù)手段。”凌文說，我國城市建筑能耗高達(dá)社會(huì)能源總消耗量的15%，降低建筑能耗是能源革命的重要內(nèi)容，CIGS-BIPV技術(shù)將引發(fā)一場(chǎng)能源技術(shù)革命、能源供應(yīng)革命和能源消費(fèi)革命，未來可預(yù)測(cè)的市場(chǎng)規(guī)模將超千億元。

(關(guān)鍵字：銅銦鎵硒“自發(fā)電”)