对编制建筑光伏标准重要性的认识

作者:光电建筑应用委员会 郑金峰

自20世纪70年代以来,由于世界经济的高速发展,化石能源储量急剧减少,CO2排量骤增,向世界各国敲响了警钟。能源是人类社会和经济发展所必需的资源,如何以可持续发展的方式满足不断增长的能源需求,既是挑战,也是历史性的机遇。世界各国政府不约而同地将可再生能源作为经济发展战略。在可再生能源的利用中,太阳能以其独有的优势, 已经形成了一个新型的能源产业,同时也成为可再生能源电力的重点。

目前,我国建筑能耗约占全社会总能耗的30%。有数据显示,在二氧化碳排放总量中建筑几乎占到了50%,远远高于运输和工业的碳排放量。由此可见,抓好建筑节能减排是控制温室气体效应的重要举措。2008年国家颁布《民用建筑节能条例》以来,建筑节能工作得到了进一步的加强。为了能够更加有效的遏制住化石能源的消耗和二氧化碳的排放,人类已经找到了它的突破口——太阳能与建筑的结合。因此,光电建筑应用在节能减排上的作用是革命性的。我国是一个人口大国,已有建筑面积约430亿平方米,而且每年新增建筑面积大约20亿平方米,15年内可增加新建筑面积300亿平方米。如果有20%的建筑面积上安装光伏发电系统,那节能减排效果及其市场应用前景是极其可观的。

为了推动我国光电建筑的发展,近年来,我国政府制定了一系列扶持和发展光电建筑的政策,从而推进了我国光电建筑的迅猛发展。我国建筑用光伏发电系统的研究与开发,已经取得了长足的进步。2009年,光电建筑应用示范项目111个,申报装机容量152兆瓦,示范项目装机总容量91兆瓦;2010年财政部、住建部组织实施了第二批光电建筑应用示范项目,截止目前,两部委先后实施光电建筑应用示范项目210个,总装机容量181.6兆瓦。根据国家发改委即将公布的《可再生能源发展“十二五”规划》,光伏发电总装机容量到2015年要达到15GW。其中值得注意的是,到2015年建筑用光伏电站规模为5GW,相当于在建筑物上安装约5000万平方米的光伏组件(包括光伏采光顶、光伏幕墙和光伏遮阳棚)。

光电建筑主要是指安装在建筑物上或与建筑物结构连接为一体的光伏夹层玻璃组件。这些光伏组件(或方阵)可以架设在建筑物的屋顶上,也可作为建筑物围护结构的一部分(如光伏采光顶、光伏幕墙、光伏遮阳棚等)。光电建筑是光伏系统与建筑物的有机结合,它结合的形式多种多样,都属于光电建筑应用中不同的结构形式。 在建筑用光伏发电系统中,光伏组件是系统中的核心部分,光伏组件中采用的有PVB或EVA胶膜,还有光伏夹层玻璃的封边剂,它们是光伏组件中不可缺少的重要材料。对光伏组件的结构和使用寿命、安全性以及产生的发电量都有着重要关系。对于PVB、EVA、封边剂等产品的性能、试验、检测等要求,目前国内外尚无统一的行业或国家标准。根据光电建筑行业发展的需要,为保证光电建筑用光伏组件的质量和性能,根据住建部的通知要求,中国建筑金属结构协会光电建筑应用委员会与中国建筑材料检验检测中心共同讨论研究,申请编制《建筑光伏夹层玻璃用封边保护剂》、《建筑光伏组件用PVB胶膜》、《建筑光伏组件用EVA胶膜》等标准,以规范市场的生产和应用。

2011年2月22日,住建部以建标[2011]16号文,已正式批准同意,将<<建筑光伏夹层玻璃用封边保护剂>>、 <<建筑光伏组件用PVB胶膜>>、<<建筑光伏组件用EVA胶膜>>等三个行业标准,由中国建筑金属结构协会光电建筑应用委员会和中国建筑材料检验认证中心共同负责组织编写。为此,光电建筑应用委员会于2011年4月9日在北京召开了三项标准的编写组成立大会暨第一次工作会议。又于2011年9月,召开了三项标准编写组第二次工作会议。两次会议中除编写组成员外,还邀请了国内外主要组件生产企业技术负责人参加讨论,统一认识,并提出标准草稿。为核实各项指标,2011年8月末检验中心开始了对企业提供样品进行复检工作。

光伏夹层玻璃组件是光伏发电系统的核心,有了这个组件才能组成大面积的方阵,才能利用太阳能转化为电能。光伏组件由超白玻璃、PVB或EVA胶膜(可根据用途选择)、光伏夹层玻璃周边的封边剂以及两片胶膜中间的光伏电池片组成,通过高压釜或层压机在一定温度、真空的条件在压力下进行合成。胶膜不但要有一定的粘接强度、抗撕裂强度,还应有抗老化、一定的透光度、抗电压,耐温、耐湿度变化等性能要求,如果上述三项产品不具备这些性能,光伏组件就不能满足长期稳定的发电性能要求,光伏发电就等于虚谈,更谈不上节能减排。因此,三项产品标准的制定是保证光伏组件有效发电的重要组成部分。目前,几乎所有的光伏组件在光伏发电系统中都采用普通的EVA或PVB(不包括特别改性的EVA、PVB),其抗老化性和其他若干性能远远满足不了光伏组件的使用周期和安全,都应属于不合格的光伏组件。这样下去必然影响光电建筑应用行业的发展,就更突显出编制建筑用光伏组件的三个产品标准的重要意义。经过各参编和主编单位的努力,预计在2012年6月份前完成标准的报批稿。根据光电建筑行业发展的需要,为保证光电建筑用光伏组件的质量和性能,打下一个良好的基础,同时也为光伏行业的产业化和光电建筑应用行业健康有序的发展提供了有力的保障。

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