光伏與綠色建筑1

1、 屋頂光伏與綠色建筑 （一） “百萬屋頂”的故事 每個(gè)新的產(chǎn)業(yè)，都是從一段故事開始的。比如互聯(lián)網(wǎng)，比爾蓋茲就是一段傳奇,他創(chuàng)造了微軟。光伏的故事，是從1997年6月，美國總統(tǒng)克林頓向美國國會(huì)提交關(guān)于環(huán)境和發(fā)展的報(bào)告并制定“百萬太陽能屋頂計(jì)劃”開始的，他提出：截至2010年在100萬個(gè)屋頂或建筑物其他可能的部位安裝太陽能系統(tǒng)。后來這個(gè)計(jì)劃實(shí)際壓根沒有執(zhí)行。但這個(gè)故事打動(dòng)了世界。中國從那時(shí)候開始，在光伏的路上，不斷編制著自己的故事。2004年，深圳建設(shè)了第一個(gè)MWp級(jí)的光伏電站（園博園），號(hào)稱中國第一個(gè)，采用的是日本和德國的單晶，多晶電池片。故事后來在:媒體報(bào)道：第一年發(fā)90萬度電。基本解決園博園

2、內(nèi)的夜晚照明中收聲。從2004年到2014年，10年之中，光伏的故事驚心動(dòng)魄，海歸施正榮成立尚德新能源，一夜成為中國首富。隨后中國光伏躍居世界第一大生產(chǎn)國。光伏的新能源應(yīng)用，如光伏路燈，光伏電站，一片欣欣向榮。然而故事很快也接近尾聲。人們從故事中驚醒過來，看見的是血淋林的現(xiàn)實(shí)。 有個(gè)光伏資深界人士，在光伏圈微信上說道：“建筑光伏，危機(jī)四伏”。光伏是什么？是新的發(fā)電技術(shù)。是一個(gè)可以通過太陽的光子，產(chǎn)生電能裝置。光子引發(fā)的電子移動(dòng)，可以產(chǎn)生多大的能量？目前晶體硅片是做成0.48V/塊的固體件。陽光輻射強(qiáng)的時(shí)候，每塊可產(chǎn)生1-5A 的電流。組合成組件：每平米電池，陽光下約可平均為150WP的功率；2

3、20V 使用，也需有500片以上串聯(lián)。平均下來，每WP,每年約產(chǎn)生1-1.2度電。在建筑屋頂上敷設(shè)光伏；如用它發(fā)電供給家用，60平米的屋頂，占用20平米敷設(shè)光伏電池。平均一年約可發(fā)電3000 度電左右。相當(dāng)于一個(gè)家庭的用電量的1/3。如果全部敷設(shè)，基本上可以滿足一個(gè)家庭的用電需求。屋頂光伏，從理論上看上去是一個(gè)很好的新能源應(yīng)用，但從克林頓開始，一直沒有停止過各種口號(hào)式計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)式項(xiàng)目，在實(shí)際中不斷受阻和擱淺。包括一夜成為首富，很快又泡沫撲滅；都給世人以警覺。首先，按照經(jīng)濟(jì)效益而言，屋頂資源的占用效率僅為150元/平米.年。20年才3000元。是所有建設(shè)者不能不算的帳。其次是逆變將損耗掉原有發(fā)電

4、的35%。其三，目前12元每wp的分布式光伏投資價(jià)格是針對(duì)現(xiàn)在國內(nèi)市場(chǎng)上的低劣電池片而言的，能否發(fā)出1度/WP年，取決于采用電池片質(zhì)量。在目前已經(jīng)建設(shè)的屋頂光伏電站中，5年后發(fā)電還能達(dá)到理論值70%的，已經(jīng)沒有案例可循。光伏屋頂計(jì)劃從來沒有消失過。它不斷被提及，不斷又被市場(chǎng)所消極，另一原因是光伏產(chǎn)業(yè)其一直以來是被金融推手推出來的產(chǎn)品，政府的補(bǔ)貼是在金融大量投資光伏產(chǎn)業(yè)后，沒有找到應(yīng)用的實(shí)際市場(chǎng)不得已而為之的借力。在國際上，日本，德國，美國 法國等國家對(duì)光伏的補(bǔ)貼都無例外地源于這個(gè)原因。它似乎像一場(chǎng)皇帝新衣的接力表演，誰都知道，荒誕的劇幕已經(jīng)拉開，誰也不會(huì)說穿他。1998年10月德國政府提出了十

5、萬屋頂計(jì)劃。規(guī)定，太陽能電站在公共電網(wǎng)中每發(fā)1KW時(shí)電，由政府補(bǔ)貼0.574歐分（相當(dāng)于人民幣5.74元），德國電價(jià)是0.1歐元/度，而電力公司回購太陽能發(fā)電的價(jià)格是0.5歐元/度，到2004年，德國完成了10萬個(gè)太陽能屋頂。隨之補(bǔ)貼取消。日本政府截至2010年安裝了5000MW屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)，并通過政策之力帶動(dòng)國內(nèi)光伏發(fā)電市場(chǎng)的成長。其在1994年-2003年間成功實(shí)施一輪補(bǔ)貼，促使2004年日本光伏業(yè)累計(jì)安裝量達(dá)1100兆瓦，成為當(dāng)時(shí)全球光伏容量最大的國家。但現(xiàn)在對(duì)于光伏項(xiàng)目日本早已經(jīng)不再補(bǔ)貼。 2003年，英國政府宣布將投入400萬英鎊資助十八個(gè)用于公共建筑物的太陽能屋頂計(jì)劃。這十八個(gè)

6、計(jì)劃分別位于英格蘭、威爾士、蘇格蘭和北愛爾蘭，其中包括學(xué)校、藝術(shù)館和體育中心。這些計(jì)劃是經(jīng)過投標(biāo)而競(jìng)設(shè)的。本來，其標(biāo)的僅是300萬英鎊。但計(jì)劃的內(nèi)容使政府部門尤感興趣，很受鼓舞，因而加追了一百萬英鎊的投入。 如今，這些補(bǔ)貼，在發(fā)達(dá)國家都已經(jīng)逐步取消。而且這些產(chǎn)生補(bǔ)貼的國家都是人均收入達(dá)到2萬美金的國家。而中國，目前的人均收入約2000多美金。中國的屋頂資源是稀缺的，尤其在城市建設(shè)中，屋頂資源也是非常稀缺和昂貴的。因此如果利用民用建筑的免費(fèi)屋頂來實(shí)現(xiàn)新能源應(yīng)用，中國不會(huì)經(jīng)歷像德國，日本那樣長的時(shí)間。從現(xiàn)在不斷變化的國家補(bǔ)貼政策來判斷，屋頂光伏如果繼續(xù)采用這種簡單的逆變并網(wǎng)技術(shù)模式，一定很快就走到

7、了盡頭。 （二） 分布式光伏和綠色建筑關(guān)系其實(shí)，中國屋頂光伏在10年中，已經(jīng)安裝了很多的電站，消化了大批的光伏組件。但是至今沒有一個(gè)用了5年以上還在正常發(fā)電（按照可行性報(bào)告寫的那樣發(fā)電）。包括深圳的園博園，2005年為當(dāng)時(shí)中國最大的屋頂電站。2009年安裝的住建部建筑的屋頂電站，曾經(jīng)是很多光伏企業(yè)免費(fèi)也要安裝的示范項(xiàng)目。但是2015年，在檢查這些光伏項(xiàng)目的時(shí)候，分布式電站，大都?jí)劢K正寢。新一輪的光伏建設(shè)在興起。是光伏電站從敦煌轉(zhuǎn)向屋頂。大批的央企，都紛紛找屋頂資源，安裝光伏電站。但是，屋頂?shù)姆植际?，不是新鮮的項(xiàng)目，地產(chǎn)商早有過很多失敗案例，但是這些案例并沒有引起地產(chǎn)商的教訓(xùn)和借鑒。他們?nèi)匀贿€在

8、繼續(xù)為了達(dá)到綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)，“前赴后繼”。希望能以最低的投入（不用考慮回報(bào)）。完成綠色標(biāo)準(zhǔn)，上市銷售。 2014年底年，國家住建部頒布了GB/T50378-2014 新綠建評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：如下：可再生能源中，太陽能是主要能源。其中包括光熱和光伏。光熱，目前還沒有發(fā)展到發(fā)電階段；僅是采用熱水器，屬于替換。熱水項(xiàng)目在建設(shè)和使用上一直存在很多問題。2014年底，深圳住建局取消了原來12層建筑熱水系統(tǒng)的硬性規(guī)定，而是改為：按原規(guī)定應(yīng)安裝太陽能熱水系統(tǒng)的十二層以上高層住宅項(xiàng)目，可通過安裝太陽能光伏系統(tǒng)替代太陽能熱水系統(tǒng)，光伏系統(tǒng)的裝機(jī)容量應(yīng)滿足全部地下車庫照明需求；實(shí)行替代的項(xiàng)目，不需報(bào)建設(shè)行政主管部門審核，但

9、應(yīng)按建設(shè)程序辦理設(shè)計(jì)變更和重新報(bào)送施工圖審查（深建節(jié)能2014101號(hào)） 結(jié)合國家評(píng)綠標(biāo)準(zhǔn)，一星標(biāo)準(zhǔn)新能源應(yīng)用達(dá)到6分。新能源應(yīng)用量需要達(dá)到2%。如達(dá)到10分需要達(dá)到4%。民用地產(chǎn)項(xiàng)目中2%是個(gè)什么概念呢？以我公司最近所接一個(gè)項(xiàng)目為例：該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的總功率年用電量為900萬度電。按照2%的最低標(biāo)準(zhǔn)，需要有代表綠色建筑的新能源應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)為18萬度電/年，按照廣州地區(qū)陽光輻射強(qiáng)度。如采用光伏分布式，應(yīng)設(shè)計(jì)為18萬度新能源應(yīng)用： 900萬 X 2% = 18 萬度。1、屋頂光伏逆變分布式電站成本和收益：（1） A級(jí)單晶硅 15萬WP( 或多晶硅18萬WP ） 直接投資 216 萬元。（15萬 X 12元

10、/WP)（2） 間接成本，需占用屋頂面積，約1200平米； 按現(xiàn)在房價(jià)的50%（按照1萬元/平米）計(jì)算： 1200 x 1 萬/ = 1200萬元。 （3） 光伏維護(hù)成本0.1元/wp 年；每年 1.8萬元。 （4）國家補(bǔ)貼7.56萬元（現(xiàn)有政策：0.42元/度:18X 0.42=7.56萬元） （5）每年發(fā)電 18萬度，按1元/度，每年收入18萬元。 總結(jié)：以10年為計(jì)： 總投入成本：216 + 1200 +1.8x10 = 1434萬元 總收入：（7.57+18）X 10 = 255.6 萬元。 實(shí)際凈投入為： 1434 - 255.6 = 1178 萬元； 2、采用PV-LED 技術(shù)產(chǎn)品

11、。 （1）如達(dá)到新能源替換18萬度電力，可采用PV-LED 技術(shù)由于采用直流技術(shù)，所發(fā)電力直接給LED提供照明，以新能源應(yīng)用替換傳統(tǒng)能源應(yīng)用。替換18萬度電只需在1.2萬平米的地下車庫照明項(xiàng)中采用PV-LED產(chǎn)品即可實(shí)現(xiàn)。 【 地下車庫照明功率密度為2W /平米。1.2萬平米的地下車庫照明 年用電量為18.9萬度 （2 X 365 X 24 X1.2 X90%)；其中90%位光伏發(fā)電，10%位市電保護(hù)補(bǔ)充】 (2) 1.2萬平米的地下車庫照明采用PV-LED 總投資約為120萬元。(含可控制的LED照片燈具，以及光伏蓄能等設(shè)備） （3）采用pv-led技術(shù)，1.2萬平米只需占用屋頂面積150平

12、米。 是光伏分布式電站規(guī)模的1/8；（約合150萬元）。 （4）每年節(jié)約電費(fèi)18.9萬元。10年節(jié)約189萬元（同樣按照1元/度計(jì)算）。 （5）pv-led項(xiàng)目的維護(hù)成本相對(duì)于傳統(tǒng)照明增加每平米 1.5元.(包括所有設(shè)備） 計(jì)為“1.5 X 1.2 x 10 = 18萬元。 總結(jié)：以10年計(jì)： 總投入成本：120 + 150 + 18萬 =288 萬元 總收入 18.9x10 = 189 萬元 凈投入 99萬元。 3、 兩種技術(shù)優(yōu)劣比較，顯而易見：（1）分布式占用屋頂面積是光伏應(yīng)用成本的最大部分。實(shí)際成本是光伏投資的5倍。 Pv-led技術(shù)是新能源應(yīng)用替換，占用屋頂面積只約為分布式的1/8。

13、（2） 光伏分布式總投資為216萬元。 PV-LED 總投資為 120萬元， （3）光伏分布式每年可有政府補(bǔ)貼7.56萬元。 Pv-led采用智能LED照明，減少另外投資綠色照明的費(fèi)用。 （地庫智能照明每平米至少需增加投資20元：1.2 x 20 =24 萬元 ） （4）光伏分布式不僅占用大量屋頂面積，技術(shù)上采用串聯(lián)高壓傳輸；存在安全隱患。 Pv-led采用低壓直流技術(shù)。安全穩(wěn)定，免維護(hù)；獨(dú)立系統(tǒng)，兼做應(yīng)急照明。（4）分布式項(xiàng)目案例5年以上還在正常發(fā)電的，國內(nèi)沒有見報(bào)道，而大量都是報(bào)廢的項(xiàng)目。PV-LED 住建部的項(xiàng)目，2009年建設(shè)，住建部于2015年3月給予評(píng)語，要求對(duì)項(xiàng)目技術(shù)予以推廣。

14、PV-LED 在住建部，國管局，深圳市民中心以及地產(chǎn)等項(xiàng)目中應(yīng)用，每項(xiàng)目均稱為綠建示范。 （三） 分布式和PV-LED 項(xiàng)目的選擇破題 有些地產(chǎn)商為何選擇分布式而不采用PV-LED，如何破題：1、 分布式和PV-LED 的不同是：分布式的電站規(guī)模往往是PV-LED 的數(shù)倍。PV-LED 能夠替換新能源的方式，是按照地下車庫照明的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)定的。如果單純的理解深圳住建局“光伏安裝規(guī)模滿足地下車庫照明用電”已經(jīng)包含了地下車庫照明的功率設(shè)計(jì)規(guī)范。因此對(duì)于采用了交流狀態(tài)下的智能LED 照明，也有相應(yīng)的功率配置。照明采用了智能控制，自然減少了電力消耗，但是同時(shí)也會(huì)增加投資費(fèi)用，也會(huì)增加智能耗電。Pv-le

15、d是直流應(yīng)用，是在光伏應(yīng)用中的一攬子解決的方案，包含了光伏發(fā)電。智能照明控制。首先是通過直流應(yīng)用，減少了逆變損耗。在系統(tǒng)中 逆變損耗約為35%（屬于系統(tǒng)的損耗）；電器的整流損耗15%。提高了1倍的效率。其次是，通過智能控制，減少了功率配置。再次減少損耗50%以上。對(duì)于交流情況下的智能控制，由于控制器在交流情況下也需要耗電，這部分往往被忽視，在實(shí)際中，交流狀況下的功率控制節(jié)能效率遠(yuǎn)低于PV-LED。尤其是采用紅外熱釋的照明控制，節(jié)能同控制耗能，幾乎相沖。這很容易被建設(shè)者忽視。2、 國家和社會(huì)對(duì)光伏應(yīng)用的政策傾斜，鼓勵(lì)電站安裝。財(cái)政予以補(bǔ)貼。誤以為這是一項(xiàng)成熟的項(xiàng)目。然而早就有學(xué)者提出，光伏電站華而不實(shí)，光伏在生產(chǎn)期內(nèi)耗電是其壽命期內(nèi)發(fā)電的90%等。光伏分布式應(yīng)用，采用逆變交流應(yīng)用，一定不會(huì)成為新能源應(yīng)用的主流技術(shù)模式。只可能是曇花一現(xiàn)。但是屋頂光伏，作為能源的拾遺補(bǔ)缺，在任何時(shí)候都會(huì)有很大發(fā)展空間。所以，光伏走直流低壓路線，是正確的和高效的。3、 分布式安裝簡單，相應(yīng)價(jià)格也很低。光伏是假設(shè)壽命20年（德國的電池確有壽命達(dá)到20多年仍在使用）。但是，影響光伏的不是電池的壽命，是電池的效率。陽光中，有效的光子能量只有30%多。光伏的效率即使在20%以上，也還要受到季節(jié)和陽光變化的影響。屋頂資源用以效率很低的分布式應(yīng)用，得不償失。