一直以来,太阳能与建筑结合使用最广泛的限于厂房屋顶、家用太阳能热水器,少部分幕墙外立面。基于技术、美观、成本、管理等方面,房地产及建筑师在开发设计项目时都拒绝或避免大量使用光伏产品,导致出现“光伏不喜欢城市,城市也排斥光伏”。
在“双碳”政策推动下,光伏再一次成为热门“话题”,光伏与建筑完美结合的案例也不断出现,本期特邀对话嘉宾,龙焱能源科技(杭州)有限公司光电建筑事业部总经理刘志钱先生,探讨光伏作为建材在建筑领域的最新应用现状及更多未来发展方向。
刚开始做这个产品的时候,行业内还没有出现。把光伏放在水里,需要克服非常多技术障碍,经过一系列的研发。首先,要测试在水里能不能发电,以及能发多少电;第二,这是一个带电的产品,要考虑绝缘性和耐候性。
研发产品时有很多的设想,产品尺寸是600×600mm,跟地砖一样大,而且可以做各种颜色、图案、纹理。我们在做「崇礼喷泉」水下光伏时候,尝试做成蓝色水面的效果,但对于建筑师来说,希望呈现一个建筑材料本身的特质,所以这个产品跟传统的光伏不一样的地方,就是建筑材料的属性。
这项目是行业内首创,虽然有一些厂家做过光伏玻璃栈道,但这个项目特殊在于:1、整个建筑形态跟苹果的总部大楼一样是圆环,圆环中的一部分做成光伏发电的玻璃栈道,玻璃厚度是三块10mm再加上光伏,有可能在光伏行业内是最厚的光伏产品。2、建筑师提出一个非常抽象的要求——彩虹纹要落在玻璃上的感觉。
2019年项目建成,是行业第一个把光伏产品做成与铝材颜色一样的白色。大同在古代叫云州,建筑师把整体建筑以能量云的概念设计。“云”要求是要纯白色,在投标当时,行内的企业全部拿样品到现场比较,测试发电功率,经过严苛的比较过程最后选定了我们的产品。
项目也是国内第一个叫正能量的展馆。从外立面加屋顶大概有一万多平米的光,目前年发电量大概100多万度电,可以跟展馆内用电量相互的抵消。
2019年完成了由崔恺院士设计的世园会中国馆。整个屋顶以金黄色透光的光伏玻璃打造,在行业内是非常领先的设计,整个建筑形态呈现非常完美。
嘉兴光伏科技馆,2017年与中南幕墙院梁书龙院长一起合作的项目。建筑整体的外表皮除了北面以外,全部使用光伏建筑材料建造,是当时国内使用光伏比例最高的建筑。
我们现在做的很多工作,都是在做一些行业探索的工作,包括我们的光伏瓦产品。雄安商务会展中心是雄安第一个采用建筑一体化的大型展馆项目,由光伏瓦片与普通陶瓦相结合的屋面形态,整个屋面大概几万方全部是用光伏瓦片来建造。
中国的光伏是从传统的晶硅开始。到现在为止,BIPV还是以工业厂房为主,偶尔用在民用建筑和公建上,但主要还是以发电站为主。目前光伏行业有两种不同的路径发展方向,第一,以发电为主的传统光伏,第二,以发电+建筑为主的建筑光伏材料。基于这两个属性,需求跟发展的侧重点就不一样。
龙焱从2013年开始做光伏建筑一体化,开始大家对它的理解非常陌生,根本不知道光伏在建筑中如何使用。行业内有位专家说过:“光伏不喜欢城市,城市也非常排斥光伏”,这句话很有道理。首先城市为什么排斥光伏,因为光伏产品的不美观,但建筑有要求光伏的占比,所以往往建筑师会在建筑的楼顶角落里设计加入一点光伏。随着技术发展,我们的新产品解决了美观问题,建筑师慢慢开始接受光伏产品。
光伏为什么不喜欢城市,因为城市使用光伏的用量太少太零碎,而且两个接触的对象完全不一样。普通光伏电站是业主与供货方关系。但用在建筑上就不一样,首先相关方案非常多,最早从政府规划部门开始、设计院、业主、总包、幕墙公司,还牵涉到建筑、结构、强电弱电。在追求规模化,追求性价比的晶硅,必然在这上面适应不了,量小又复杂。我们基于多年的积累,经过市场的磨练、要求,才慢慢的适应和符合建筑行业的规则。
随着双碳目标的提出,全社会,包括工业、交通和建筑的碳排放(建筑至少占了40%以上),要实现碳中和。节能是优先的,且必须加上可再生能源,但在城市建筑中的屋顶面积有限,所以未来的发展必然在建筑外立面。
既有建筑的更新改造从整个建筑的发展来看,已经是所有建筑设计院都非常看重的一个市场,国内大拆大建的时代已经过去,既有建筑改造未来的市场体量会非常大。现在建筑设计院在转型,一个是既有建筑改造,第二个是跟光伏相结合。
未来的既有建筑改造绝对是光伏的一个非常重要的应用场景。怎么样节能,怎么样减碳,怎么样跟可再生能源结合,目前整个行业都在不断的去尝试,可能会有很多困难,但是我相信只要大家每个环节,每个专业都去努力的话,肯定能解决这个问题。
首先公司基因很重要,这个决定了能走多远,能走到哪里。公司董事长吴选之教授,作为一名资深的科学家,他提出“自主创新,先强后大”。对于薄膜技术,它的技术壁垒和技术门槛都很高,当一个产品没有做成熟就盲目追求做大,最后会被拖垮。
再者,我们有整体的技术体系支撑,所有的设备、原材料,全部是自主研发,我们有行业内全过程的研发体系:实验线、中试线、生产线。在薄膜行业目前仅此一家,这个也是我们核心竞争力所在。
我们的企业文化是理解、勤奋、创新、严谨,整个的员工团队是非常稳定的,而且十几年一直坚持在做一件事情,只有坚持才能够把一个真正的核心技术做好、摸透。
从行业发展来说,双碳对整个行业影响都特别大。对于建筑领域的双碳,现在有众多利好政策推动,我们准备好了,就能把握住机会。
首先我觉得最大的挑战还是在我们自己。第二要把这个行业做大,必须要上下游共同努力,还有友商一起来推动技术的进步,把成本降下来。希望行业有更多的人参与进来,从建筑设计院、建筑单位、幕墙公司,包括媒体,让整个行业建立一个非常完善的生态系统,逐步形成一个大的循环。这个对我们来说,其实是目前急需要解决的问题。
我们希望成为一家专做发电玻璃的供应商,回归核心技术,只提供发电玻璃产品,市场中的所有人都可以拿这个产品去做二次加工或者深化。这个行业还是要有分工才能让成本降下来,市场才会做大,整个行业才会发展起来。
北极星建筑奖,以“让创新引领每个人”的理念,专注建筑行业新建筑新技术与新产品的发布和推广。
每年联合100+甲方、建筑师、工程单位、幕墙设计师等专家评委评选出年度最具创新力的项目、产品进行展示交流。