在传统光伏系统作为建筑附属设施被"安装"于屋顶或空地的模式之外,一种更深度整合的方案正日益受到关注,这就是建筑一体化光伏系统。BIPV光伏系统并非简单地将光伏组件安装在建筑上,而是将其作为建筑本身不可或缺的构造元素,替代部分传统建筑材料,同时具备发电功能。这一根本性差异,决定了其一系列独特的特点。
从建筑功能方面来讲,BIPV光伏系统最突出的特点是建筑材料属性与发电属性的统一。它不再是建筑的额外负载,而是成了建筑外围护结构的一个主要功能,如幕墙、窗户、屋顶瓦、遮阳板等。这种双重功能表明,在项目之初的规划上,就必须将光伏与建筑的设计、结构、电气、美学进行一体化考虑,从而实现"建筑生成能源"的理念。这不仅节约了传统建材,同时也使得建筑表面从单纯的耗能部分转变为产品能部分。
在美学与设计集成够,BIPV系统表现出更高的适应性。传统光伏组件一般在颜色、外观和尺寸上的选择是有限的,而BIPV组件可以根据建筑设计师的要求进行适度的定制,比如调整颜色、透光率、形状和尺寸,使这个能够更好的融入建筑立面,实现建筑美学与绿色技术的协调。所以BIPV尤其适合对建筑外观有较高要求的公共建筑、商业建筑和历史建筑改造项目。
然而,这种深度集成也带来了一些技术挑战与特点。一方面,作为建筑构件,BIPV组件必须严格满足建筑规范的要求,包括但不限于结构强度、防火等级、防水性能、隔热隔音以及安全防护等。其电气安全标准也更为严苛,需充分考虑建筑使用环境下的长期可靠性。另一方面,其发电效率可能因建筑设计的需要而受到影响,例如为了满足采光或美观需求采用透光组件或非最佳倾角安装,其单位面积发电量可能低于最优倾斜放置的传统光伏阵列。
从整体生命周期经济性分析,BIPV系统也有特定。其初始投资一般高于“安装型”光伏系统,因为其包含了建材替代的成本与价值。但是在评估其经济性时,则需要计算其节省的传统建材费用、可能带来的建筑节能效益(例如遮阳降温)以及提升建筑科技形象所带来的潜在价值。因此对投资回报的分析需要采用更综合的维度。
BIPV光伏系统的核心特征是其深度的“一体化”本质。它意味着光伏技术与建筑行业跨界融合的高级形态,其优势在于空间的高效利用、建筑美学的提升和建筑功能的增值。而与此同时,它对设计、技术和成本的综合要求也更高,其成功实施依赖于建筑师、光伏工程师和业主从项目概念阶段开始的紧密合作。



