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铜铟镓硒:开启绿色建筑新时代

来源:资讯与传媒中心 编辑: 发布时间:2019-10-21

铜铟镓硒(CIGS),一个陌生而又新奇的名字,但正是这4个元素的组合,让建筑从能源的消费者转变为能源的生产者,使绿色建筑的理念真正落地,开启建筑发展新方向。

2018年11月5日,在广东省惠州市仲恺高新技术开发区潼湖科技小镇,由国家能源集团和碧桂园集团合作建设的国内首座铜铟镓硒建筑——光伏一体化(CIGS—BIPV)示范建筑投用发电,承担示范建筑建设重任的是中国节能减排企业(以下简称节能企业)。

铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池是将光能转换为电能的技术,电池为层级薄膜结构,衬底是玻璃,玻璃上分别沉积金属钼、铜铟镓硒吸取层、硫化镉缓冲层、氧化锌窗口层等多层薄膜,最上面一层是盖板玻璃。

节能企业所属重庆神华薄膜太阳能科技有限企业(以下简称“重庆企业”)副总经理张传升把这种电池形象地比喻为汉堡包,盖板玻璃与衬底玻璃就像是汉堡上下两层的面包,中间的吸取层、缓冲层、窗口层等多层薄膜就像是汉堡的夹心层。或许有人会以为这种电池很厚,其实除去接线盒,它的厚度仅为7毫米,还不到4枚一元硬币叠加的厚度。区别于常规的晶硅太阳能电池,它具有安全可靠、能耗低、无毒无害、理论光电转化效率高出晶硅太阳能电池4个百分点等突出优势,特别是抗热斑效应强,不易受沙尘、鸟粪、杂草等环境遮挡影响,能够减少系统维护频次,有效降低光伏系统维护成本支出;在可见光范围内长波和短波的吸取大大优于常规晶硅组件,拥有良好的弱光发电效应,在多云、弱光天气等辐照度不佳的条件下也可以正常发电。

目前,重庆企业CIGS项目土建施工基本完成,已进入调试安装与试生产阶段,项目建成后,将形成CIGS薄膜太阳能电池组件306兆瓦/年的生产能力。

“建筑光伏一体化(BIPV)是将太阳能发电产品集成并作为建筑组成部分的技术,与附着在建筑物上的太阳能光伏发电系统(BAPV)不同,电池作为建筑物外部结构的一部分,既具有发电功能又具有建筑材料功能,还可以提升建筑物的美感,与建筑物形成完美统一体。”集团绿色能源与建筑研究中心汤洋博士说。

据了解,我国建筑能耗约占全社会总能耗的30%。绿色建筑理念的提出,包括2035年实现建筑零能耗的目标,对当下及未来建筑发展方向提出了新命题。如何解答这个命题,各领域都在不断尝试和努力。而建筑光伏一体化(BIPV)具有绿色节能、减少碳排放、提升建筑美学、替代部分建筑材料、降低建筑物造价、提高用电效率、节约土地资源、减少大气和固废污染、保护生态环境等诸多优势,节能企业通过建筑光伏一体化(BIPV),使薄膜太阳能电池组件成为建筑物的一部分,如同一堵墙,既起到遮风挡雨、保温隔热、承重等建筑功能,又成为最具发展空间的分布式能源形式,补充一部分建筑用电,使建筑变为产能建筑,从而使“绿色建筑”真正落地。

在潼湖科技小镇,铜铟镓硒——建筑光伏一体化(CIGS-BIPV)示范建筑共3栋楼,总面积5500平方米,采用集团拥有核心技术、自主生产的CIGS薄膜光伏组件作为建筑外装饰幕墙,总计使用组件2037块,总装机容量为200千瓦,采用“自发自用、余电上网、就近高效利用”分布式发电模式,有效避免了地面电站占地大、储能设备造价高的问题,年发电量12.3万度,可满足建筑10%以上的用电需求(国家《绿色建筑评价标准》(GB/T50378-2019)7.2.9规定,可再生能源提供发电比例≥4%就可获得该项的满分)。

CIGS—BIPV示范建筑的投用发电,标志着BIPV产业进入了发展快车道,而集团已构建完成的“五位一体”发展战略,通过全产业链布局,充分发挥CIGS核心技术优势以及强大的技术转化和量产能力,完全具备发展BIPV产业所需的支撑条件。同时,集团承担国家住建部“CIGS太阳能薄膜发电技术在光伏建筑一体化中的应用研究”课题和多个示范项目的研发任务,在北京、江苏、广东、海南、四川等省市落地的6个实体示范项目也将陆续完工,形成系统完整的子课题族和示范项目群。

业内评论称,此举将加快建筑光伏一体化进程,成为城市建筑领域的一场革命,建筑实现清洁、绿色电力的自主供给,进入“自发电”时代。

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