第39卷第3期土木工程与管理学报Vol.39 No.32022年6月Joumal of Civil Engineering and ManagementJun.2022D0I:10.13579/j.cnki2095-0985.2022.20211117光伏建筑一体化(BPV)应用现状与发展前景黄心雨，陈稳2(1.中国电力工程顾问集团中南电力设计院，湖北武汉430071：2.华中科技大学土木与水利工程学院，湖北武汉430074)摘要：目前，在我国的能源消费结构中化石能源消费仍占据主体地位，可再生能源的发展，已经成为当前国家可持续发展的主要动力之一。建筑行业作为能源消费龙头，降低其化石能源消费比例拓展可再生能源利用是国家可持续发展战略的关键环节。太阳能凭借取之不尽用之不竭和对环境无污染的优点渐渐引起了人们的重视，各种太阳能光热，光电技术应运而生。光伏建筑一体化(BPV,Building Integrated Photovoltaie)将光伏构件和建筑结合，充分利用建筑物表面空间进行发电，具有很大的发展前景。本文通过介绍BPV的分类，安装形式对BPV的发展历程和研究方向进行了全面的回顾和分析，总结了其优缺点，并提出了未来的发展趋势，希望对行业发展做出积极的贡献并实现可持续发展。关键词：可持续发展：可再生能源：光伏建筑一体化(PV):光伏幕墙：光伏屋面中图分类号：TU18:TU201.5文献标识码：A文章编号：2095-0985(2022)03-0160-07Application Status and Development Prospects ofBuilding Integrated Photovoltaic(BIPV)HUANG Xinyu',CHEN Wen?(1.Central Southem China Electric Power Design Institute of China Power Engineering ConsultingGroup Corporation,Wuhan 430071,China;2.School of Civil and Hydraulic Engineering,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,China)Abstract:At present,fossil energy consumption still occupies the dominant position in the energyconsumption structure of our country.The development of the renewable energy has become one of themajorsources of the sustainable development.The construction industry consumes a lot of social ener-gy,reducing the proportion of fossil energy consumption and expanding its renewable energy utiliza-tion is the key measure of the national sustainable development.With the advantages of being renew-able and non-polluted to the environment,solar energy has gradually attracted people's attention,and various solar-thermal and photovoltaic (PV)technologies have emerged.Building Integrated Pho-tovoltaic (BIPV)combines photovoltaic components with building envelopes and makes full use of thesurface space of buildings for power generation,which is a niche market withgreat potential.By intro-ducing BIPV's various categories and installation methods,this article has carried out a detailed re-view and analysis of the current BIPV applications,summarized its advantages and disadvantages,and discussed the future development trend,wishing to make a contribution to this industry as well asachieve sustainable development.Key words:sustainable development;renewable energy;Building Integrated Photovoltaic BIPV);photovoltaic curtain wall;photovoltaie roof收稿日期：2021-12-15修回日期：202204-20(C)1994-2022 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net第3期黄心雨等：光伏建筑一体化(BPV)应用现状与发展前景我国用能和碳排放形势严峻，碳达峰与碳中成到建筑上的技术，即通过建筑物屋顶和立面与和成为国家与社会关注的重要议题。近40年来，光伏发电集成起来，使建筑物本身能够利用太阳人类用能与碳排放量飞速增长，全球能耗仍在持能发电，以满足自身用电需求。BIPV最早在续增加。同时，我国的能源消费也在不断增长，1986年由世界能源组织首次提出[6，刀，由于发展2018年，我国能源消费总量为46.4亿t标准煤，得早，BPV技术在欧美等发达国家和地区已经应位居世界第一。从能源结构来看，煤炭依然是我用得很成熟，而我国在这方面起步较晚，在国家相国的主要能源消耗种类，其消耗量约占能源消耗关政策的支持下才进入了快速发展期。本文通过总量的59%，但其所占总能耗的比例近年来不断在知网、万方数据库、ScienceDirect、EBSCO等文下降，太阳能、风能等清洁能源比例近年来快速增献数据库检索关键词“光伏建筑一体化(BIPV)”长。伴随着能源消费的增长，全球气候问题也日“光伏幕墙(Photovoltaic Curtain Wall)”“光伏屋益严重：2017年为有记录以来灾害性天气和气候面(Photovoltaic Roof)”等，参考了近5年内相关事件造成经济损失最大的一年：2018年的平均温的期刊与学术论文，对BIPV的发展历程进行了升与工业革命前相比已增长超过1℃。针对目前全面综述，并结合国内外不同地区的实际案例详的环境状况，《巴黎协定》把“全球平均温升控制细分析了此项技术的应用现状和优缺点，并提出在相对工业革命前水平2℃之内”作为长期气温了BPV未来的发展方向，希望能为行业发展做控制目标~到，以减少气候变化带来的风险和影出积极贡献。响。碳达峰及碳中和作为国家重大战略部署，也是实现社会经济高质量发展的重要推进因素，建BIPV应用现状筑作为能源消耗的三大“巨头”之一，急需发展节能建筑，将绿色技术融入其中，寻求可持续的生产1.1BAPV与BIPV和消费方式，以促进环境与经济社会协调发展。根据与建筑结合方式不同，光伏系统(PV由于太阳能具有取之不尽用之不竭的优点，System)可分为两大类，如表1所示。一类是且使用过程中不会给环境带来污染，得到了人们BAPV(Building Attached Photovoltaic),即光伏方的青睐。随着国家不断提高新能源应用的比例，阵与建筑的结合，这种方式是在建筑物表面安装太阳能在实际应用中越发广泛，在工业、民众生活光伏发电设备，建筑物作为光伏方阵载体，起支撑中的应用日趋成熟。在国家“十三五”规划中，发作用。BAPV一般是建筑物建好之后安装的光伏改委明确提出太阳能应用在2020年和2030年达系统。然而大多数建筑在前期设计上不会考虑是到占比一次能源比重15%，20%的目标。国家否采用光伏系统，故后期存在重复施工的问题，也能源局下发的《关于报送整县（市、区）屋顶分布会浪费建筑材料。BAPV在结构上会增加荷载，式光伏开发试点方案的通知》提到，党政机关建美观上影响建筑的整体效果，因此在设计阶段需筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于50%；要对它的摆放、安装、安全性进行全面的考虑。学校、医院、村委会等公共建筑屋顶总面积可安装另一类是BPV,即光伏建筑一体化，简单地光伏发电比例不低于40%：工商业厂房屋顶总面讲就是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的围护积可安装光伏发电比例不低于30%：农村居民屋结构外表面来提供电力，这种方式是光伏组件以顶总面积可安装光伏发电比例不低于20%)。一种建筑材料的形式出现，光伏方阵成为建筑不住房和城乡建设部等15部门联合发布了关于加可分割的一部分。在这两种方式中，BAPV作为强县城绿色低碳建设的意见，提出“通过提升新光伏方阵与建筑的结合是一种常用的形式，特别建厂房、公共建筑等屋顶光伏比例和实施光伏建是与建筑屋面的结合，由于不占用额外的地面空筑一体化开发等方式，降低传统化石能源在建筑间，是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安用能中的比例。”目前已有北京、天津、上海、重装方式，因而倍受关注。BPV作为光伏方阵与建庆、内蒙古、浙江等多地发布光伏建筑一体化(BL.筑的集成是一种高级形式，它对光伏组件的要求PV)未来3~5年相关政策，推动BPV的大规模较高，光伏组件不仅要满足光伏发电的功能要求市场应用、高质量发展被提上议程，从国家到地同时还要兼顾建筑结构的基本功能要求，未来这方，光伏建筑一体化方兴未艾，在“光伏+”等政策种方式有广大的发展前景侧鼓励下，光伏建筑一体化将迎来蓬勃发展的时代。BAPV更多是通过安装的方式对建筑进行改光伏建筑一体化是一种将太阳能发电产品集造，而BPV中光伏组件作为建筑的一部分融合(C)1994-2022 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net