科创园：光电建筑实现能源自给自足

连日来，大同市国际能源革命科技创新园A区未来能源馆项目的光伏幕墙安装正在紧锣密鼓地进行。远远望去，一块块镶嵌好的光伏幕墙在阳光下闪耀着金属光泽，为未来能源馆平添了几分神秘的科技感。
　　“未来能源馆是一座BIPV建筑，即太阳能光伏与建筑一体化。”北京建工集团建筑技术总工程师、大同市国际能源革命科技创新园总设计师武艳丽表示，科创园所有的建筑都是光电建筑，建成后将成为国内规模最大的光电建筑群之一。“同时，科创园是按照建筑发电厂的概念来设计的，也就是说，科创园建筑用电均来源于自身的光伏组件。因此，光伏板的设计、材料选择、安装形式都非常重要，需要兼顾美观与发电效率。”
　　虽然光伏用于地面发电站已经非常普遍，但是光伏组件与建筑物结合作为建筑材料和装饰材料，同时又能提供电力的应用在国内并不多。从去年9月开始，武艳丽率领公司能源团队历时3个月，苦心钻研，力求形成一份国内一流、世界领先的能源专项设计方案。整体光伏设计是能源专项设计中实现零碳园区的关键一环，为了解决光伏安装形式单一、发电量不足、难以达到园区零碳排放目标的问题，她把目光投向海外，与世界上首个零碳社区的设计公司——ZEDfactory零碳工厂合作。由公司创始人Bill亲自优化光伏方案，增加了光伏走廊、光伏遮阳篷等，使光伏发电量翻番。
　　然而，能源专项设计方案在转向施工图设计的过程中，又遇到了新的困难：建筑师一时难以接受光伏材料代替建筑材料。但是经过相关专家的系统培训，建筑师不仅欣然接受了新材料，更积极参与其中，出现了如浮云一般的光伏帽和精心计算的倾斜屋顶等设计，一座座极具科技感的现代生态建筑群跃然于纸上。
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　　为选出适合的光伏材料，武艳丽带领能源团队从全国最优的光电建筑材料厂家中筛选出四五家，并一连两个周六、周日，对颜色和发电量进行了比对测试。最终，根据墙面、屋顶、遮阳篷等不同的建筑位置选择了不同的材料：立面选择了国际领先的铜铟镓硒薄膜太阳能光伏组件（CIGS）及碲化镉薄膜太阳能组件（CdTe），光电转化效率达到15%以上；屋面选择了高效低衰减单晶硅光伏组件，光电转化率达到20%以上。“而且，材料的表面镀膜还可以有效降低光污染。但是，鉴于这款材料的制作工艺比常规的光伏板复杂得多，我们又找来两家生产企业，进行第三次测试和筛选，希望增强供货能力。”武艳丽说。
　　“施工难度很大，与平常的外饰面材料相比，时间要多一倍。”进入8月，北京建工集团山西建设有限公司100余人的建设队伍昼夜不停地持续铺设光伏幕墙。公司总工程师景耀辉为这项工序总结了“三难”“三高”：拼装难、接线难、成品保护难和安装精度高、材料衔接难度高、施工措施高。
　　“在全世界范围内，光伏产量前十名的企业里，有九家都是中国企业；产量前二十名的企业里，有十九家都是中国企业。但放眼全国，光电建筑的发展仍旧缓慢。我相信，科创园项目的成功落地，必将对未来我国光伏建筑一体化的发展及零碳园区的建设起到积极的引导作用。”武艳丽的语气里更多的是坚决和信心。

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