一文搞懂：光电产品在光伏建筑一体化中的应用要点

一、光伏建筑一体化：建筑节能的新潮流

如今，建筑节能和可再生能源利用越来越受重视，光伏建筑一体化（BIPV）就是其中的热门领域。简单来说，BIPV 就是把光伏发电产品和建筑结合起来，让建筑既能发电，又能满足各种使用功能，实现能源的自给自足，还能减少对环境的影响，这可太符合现在绿色环保的理念了。从 2022 年 4 月 1 日起，《建筑节能与可再生能源利用通用规范》正式施行，这里面就对太阳能系统在建筑中的应用做了不少规定，这些规定对 BIPV 的发展有着重要的指导作用。

 

二、太阳能系统在建筑中的基本规定

（一）新建与既有建筑的太阳能系统要求

新建建筑得安装太阳能系统，这已经成了硬性规定。这是因为新建建筑在规划和建设时，把太阳能系统考虑进去会更方便，成本也相对较低。通过安装太阳能系统，能利用太阳能为建筑供电、供生活热水，甚至供暖、供冷，充分发挥太阳能这种清洁能源的作用。

对于既有建筑来说，如果想要增设或改造太阳能系统，就必须先对建筑结构进行安全复核。这是因为既有建筑的结构可能已经使用了一段时间，经过复核可以确保增加太阳能系统后，建筑结构依然安全可靠。毕竟谁也不想因为安装个太阳能系统，就让房子变得不安全了。

（二）太阳能系统的综合利用与设计要求

太阳能系统要做到全年综合利用，这可不是一句空话。在不同的地区，气候条件、实际需求和适用条件都不一样，所以要根据当地的具体情况，合理安排太阳能系统的功能。比如说在阳光充足、冬天又比较冷的地方，除了供电，还可以重点利用太阳能供暖；在炎热的南方，可能供冷和供电的需求更大。

而且，太阳能建筑一体化应用系统的设计必须和建筑设计同步完成。这样才能保证太阳能系统和建筑完美融合，不仅不影响建筑的美观，还能让建筑整体更协调。同时，在建筑物上安装太阳能系统时，一定不能降低相邻建筑的日照标准。谁都不希望因为自家装了太阳能设备，就挡住了邻居家的阳光，影响人家的正常生活。

（三）太阳能系统的安全要求与监测计量

太阳能系统的安全至关重要，从结构、电气到防火，每一个环节都不能马虎。由太阳能集热器或光伏电池板构成的围护结构构件，不仅要满足发电的功能，还要符合相应围护结构构件的安全性和功能性要求。比如说，要能防风、防雨、保温隔热等。

安装太阳能系统的建筑，还得设置好安全防护措施。一方面是为了方便安装和运行维护人员的安全，另一方面，要防止太阳能集热器或光伏电池板损坏后部件坠落伤人。这可不是小事，每年都有因为高空坠物伤人的事件发生，所以必须做好防护。

此外，太阳能系统还应对一些关键参数进行监测和计量，像发电量、热水产量、能源消耗等。通过监测和计量这些参数，可以更好地了解太阳能系统的运行情况，及时发现问题并进行调整，提高能源利用效率。

（四）太阳能热利用系统的特殊技术措施

太阳能热利用系统在不同地区会面临不同的问题，所以要采取相应的技术措施。在寒冷地区，要做好防冻措施，防止管道和设备被冻坏；在潮湿地区，要防结露，避免因结露导致设备损坏或滋生霉菌。还要防过热，因为太阳能集热器在阳光强烈时温度会升得很高，如果不采取措施，可能会影响设备寿命甚至引发安全问题。同时，防水渗漏、防雷、防雹、抗风、抗震和保证电气安全等措施也都必不可少。比如说，在多雷地区，防雷措施没做好，太阳能系统就很容易被雷电击中损坏。

三、BIPV 产品分类及要求

（一）BIPV 产品的基本要求与分类方式

BIPV 产品要同时满足电气要求和建筑要求。电气方面，要符合 IEC 61215、IEC61730 等标准，这些标准规定了光伏产品的电气性能、安全性能等方面的要求。在建筑方面，要具备良好的机械安全性能、防火性能，还要有一定的隔热、隔声效果，这样才能保证建筑的舒适性和安全性。

BIPV 产品的分类方式有好几种。按照是否含玻璃，可以分为含玻璃的 BIPV 构件和不含玻璃的 BIPV 构件。含玻璃的 BIPV 构件又可以按照安装方式和结构进一步细分。从安装方式来看，有倾斜安装在建筑屋顶或围护结构的，也有依附于建筑安装形成附加外部功能层的；从结构上看，有单片玻璃加聚合物结构、双玻夹层玻璃结构等不同类型。这种细致的分类有助于我们更清楚地了解不同 BIPV 产品的特点和适用场景。

（二）含玻璃的 BIPV 构件分类详解

含玻璃的 BIPV 构件按照安装方式可以分为五类。第一类是光伏构件以小于 75° 倾斜角安装在建筑围护结构外部，下面有安全防护，防止掉落。这种安装方式常见于一些坡屋顶建筑，既能利用屋顶的空间发电，又能通过安全防护确保使用安全。

 

第二类是光伏构件以小于 75° 倾斜角安装在建筑围护结构内部，作为建筑围护结构的一部分。这就好比把光伏构件当成了墙体或屋顶的一部分，不仅能发电，还能起到围护结构的作用，像保温、隔热等。 第三类是光伏构件以大于等于 75° 小于等于 90° 倾斜角安装在建筑围护结构外部，后面有安全防护，防止掉落到建筑内部。这种安装方式在一些高层建筑的外立面比较常见，既可以实现建筑的美观，又能发电，同时安全防护也保障了建筑内部的安全。

第四类是光伏构件以大于等于 75° 小于等于 90° 倾斜角安装在建筑围护结构内部，作为建筑围护结构的一部分。这种安装方式能更好地与建筑内部空间融合，满足建筑的功能需求。

第五类是光伏构件依附于建筑进行安装，相对于建筑围护结构形成一个附加的外部功能层。比如说，在建筑外墙上安装一层光伏构件，既不影响原有建筑结构，又能增加发电功能和一些其他的功能，像遮阳等。

 

除了按安装方式分类，还可以按照结构分类，像 A 类是单片玻璃 + 聚合物结构的 BIPV 构件，这种结构相对较轻，成本可能较低；B 类是双玻夹层玻璃结构的 BIPV 构件，它的安全性和隔热性能可能更好。不同结构的 BIPV 构件在性能、成本、适用场景等方面都有所不同，在实际应用中要根据具体需求选择。

（三）不同标准下的测试项目差异

在测试 BIPV 产品时，不同的标准有不同的要求。像 2PfG 2796、EN 50583 - 1、IEC 62109 - 3 等标准，它们在基本要求上有相同点，都要同时满足电气和建筑要求，但在具体的测试项目细化、样品要求和判定准则上存在差异。

 

2PfG CH 0029 和 2PfG 2796 这两个标准，结构上是相同的，但在建筑方面的测试项目参考标准不同。2PfG CH 0029 参考国内标准，2PfG 2796 参考欧标或国际标准。这就要求生产厂家和检测机构在测试时要清楚了解不同标准的要求，确保产品符合相应的规范。

四、相关概念解读

（一）BIPV 及相关建筑构件概念

BIPV 就是建筑光伏一体化，它把光伏发电和建筑紧密结合，让建筑从单纯的耗能体变成了能源生产体。建筑用光伏构件则是具有建筑构件功能的光伏发电产品，像光伏幕墙、光伏采光顶等都属于这一类。 光伏幕墙是含有光伏构件并能发电的幕墙，它不仅能像普通幕墙一样起到围护和装饰作用，还能利用太阳能发电。光伏采光顶也是同理，在满足采光需求的同时，还能实现发电功能。

 

建筑幕墙是由面板和支承结构体系组成的建筑外维护墙，它可以相对主体结构有一定位移能力或自身有一定变形能力，而且不承担主体结构所受的作用。构件式建筑幕墙是在现场安装立柱、横梁和各种面板，而单元式幕墙则是在工厂制成完整的幕墙结构基本单位，然后直接安装在主体结构上，这两种幕墙各有优缺点，在不同的建筑项目中都有应用。

 

（二）理解概念对实际应用的意义

理解这些概念对 BIPV 的实际应用非常重要。比如说，清楚了光伏幕墙和普通幕墙的区别，在建筑设计和施工时，就能更好地选择合适的幕墙类型。如果想要实现建筑的绿色节能，同时提升建筑的科技感，光伏幕墙可能就是更好的选择；但如果只是单纯注重装饰和围护功能，普通幕墙也许就足够了。

对于建筑用光伏构件的概念理解，能帮助我们在选择产品时更有针对性。不同类型的光伏构件在性能、安装方式、成本等方面都不一样，只有了解了这些，才能根据建筑的实际需求，选择最适合的产品，实现最佳的经济效益和能源效益。

 

五、总结：BIPV 的发展与挑战

光伏建筑一体化有着广阔的发展前景。随着技术的不断进步，BIPV 产品的性能会越来越好，成本也会逐渐降低。在未来，我们可能会看到更多的建筑采用 BIPV 技术，实现能源的自给自足，为应对气候变化做出贡献。

不过，目前 BIPV 在发展过程中也面临一些挑战。从技术方面来说，虽然 BIPV 产品的效率在不断提高，但还需要进一步提升，以满足更多的能源需求。同时，不同 BIPV 产品与建筑的融合还需要更深入的研究，确保在实现发电功能的同时，不影响建筑的美观和使用功能。

从市场方面来看，BIPV 产品的成本相对较高，这限制了它的大规模推广。而且，消费者对 BIPV 技术的认知度还不够高，很多人对这种新兴技术不太了解，也影响了它的市场接受度。

为了推动 BIPV 的发展，需要政府、企业和科研机构共同努力。政府可以出台更多的政策支持，像补贴、税收优惠等，降低企业的成本，提高消费者的购买积极性。企业要加大研发投入，不断创新技术，提高产品性能，降低成本。科研机构则要加强基础研究，为 BIPV 技术的发展提供理论支持。