“作為中國最大的一次能源供應(yīng)商，我們在全力實現(xiàn)傳統(tǒng)能源清潔化的同時，致力布局清潔新能源的規(guī)?；?。”國家能源集團(tuán)總經(jīng)理、中國工程院院士凌文近日在中國西安光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇上透露，國家能源集團(tuán)在銅銦鎵硒(CIGS)薄膜光伏技術(shù)上已獲重大突破，下一步將全力進(jìn)軍光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)。
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，能源巨頭發(fā)力銅銦鎵硒薄膜光伏產(chǎn)業(yè)，必將推動光伏技術(shù)與建筑工程深度融合，業(yè)界呼喚多年的光伏建筑一體化進(jìn)程有望全面加快。
銅銦鎵硒薄膜光伏：
怪名字是一項好技術(shù)
2018年8月10-12日，在第三屆中國西安光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇暨展覽會上，國家能源集團(tuán)展出的銅銦鎵硒薄膜光伏發(fā)電技術(shù)，頗為引人矚目。
“銅銦鎵硒?名字好怪!”包括多名媒體記者在內(nèi)的與會者駐足觀看，疑問多多。
“這是指利用銅銦鎵硒薄膜太陽能電池將光能轉(zhuǎn)換成電能的一種技術(shù)方式。”國家能源集團(tuán)總經(jīng)理、中國工程院院士凌文現(xiàn)場擔(dān)當(dāng)講解員。他說，銅銦鎵硒薄膜太陽能電池，是指吸收層由銅(Cu)、銦(In)、鎵(Ga)、硒(Se)四種元素按照最佳比例構(gòu)成的結(jié)晶薄膜太陽能電池。
凌文介紹說，銅銦鎵硒薄膜光伏電池有很多優(yōu)點(diǎn)。一是輕量化，即質(zhì)量輕，便于安裝;二是弱光發(fā)電性能好，比如在這個季節(jié)的西安，早晨6點(diǎn)太陽一出來，它就開始發(fā)電;三是功率衰減低。還有一個特點(diǎn)，是色彩豐富，又可實現(xiàn)建筑學(xué)上美觀等理念。銅銦鎵硒薄膜光伏電池由此被國際上稱為“下一代非常有前途的新型薄膜太陽能電池”。
“銅銦鎵硒薄膜光伏電池的最大優(yōu)點(diǎn)是光電轉(zhuǎn)換效率高。”凌文強(qiáng)調(diào)說，近年來，銅銦鎵硒薄膜太陽能電池的研究與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展迅速，轉(zhuǎn)換效率世界紀(jì)錄不斷被刷新，當(dāng)前實驗室最高轉(zhuǎn)換效率紀(jì)錄已達(dá)到22.9%。
據(jù)介紹，銅銦鎵硒薄膜太陽能電池可以廣泛應(yīng)用于邊遠(yuǎn)山區(qū)獨(dú)立電站、農(nóng)光互補(bǔ)、漁光互補(bǔ)等精準(zhǔn)扶貧項目、光伏建筑一體化(BIPV)、大型地面光伏電站、分布式光伏電站、城市園林景觀、旅游業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等領(lǐng)域。
銅銦鎵硒薄膜太陽能電池還可定制化生產(chǎn)不同色彩和圖案的組件，適用于不同的市場應(yīng)用場景和要求，尤其可滿足建筑設(shè)計師關(guān)于色彩、規(guī)格等建筑美學(xué)需求，同時由于其對光照角度要求低，可安裝于建筑物立面。
國家能源集團(tuán)：
欲做薄膜光伏發(fā)電領(lǐng)導(dǎo)者
眾所周知，2017年11月由中國國電集團(tuán)和神華集團(tuán)重組成立的國家能源集團(tuán)，擁有四個“全球之最”——最大煤炭生產(chǎn)公司、最大火力發(fā)電公司、最大風(fēng)力發(fā)電公司和最大的煤制油煤化工公司。這家能源巨頭何時把目光瞄向光伏產(chǎn)業(yè)的?
凌文告訴記者，早在8年前，神華低碳研究院一支科學(xué)家團(tuán)隊，就開始跟蹤銅銦鎵硒薄膜光伏電池技術(shù)?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，銅銦鎵硒薄膜光伏發(fā)電代表著最有前途的太陽能發(fā)展方向。國家能源集團(tuán)組建之初，就將銅銦鎵硒薄膜太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)作為企業(yè)戰(zhàn)略性新興發(fā)展產(chǎn)業(yè)，并啟動了銅銦鎵硒薄膜光伏建筑一體化項目。
“目前，我們已構(gòu)建銅銦鎵硒薄膜光伏發(fā)電技術(shù)研發(fā)、裝備制造、組件生產(chǎn)、地面電站和光伏建筑一體化的‘五位一體’發(fā)展創(chuàng)新體系。”凌文說，先說技術(shù)，成立包括眾多德國技術(shù)人員在內(nèi)的技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊;再說裝備，我們與上海電氣集團(tuán)聯(lián)合，實現(xiàn)了裝備生產(chǎn)本土化;第三說光伏組件生產(chǎn)，我們在重慶建成銅銦鎵硒太陽能電池組件公司，今年年底第一批組件問世，將大規(guī)模降低成本，提高效率;第四說電站，我們是全世界最大的發(fā)電公司，光伏發(fā)電將和火電、風(fēng)電、水電等實現(xiàn)多能互補(bǔ)，最大限度提高應(yīng)用效率;第五也是最重要的一點(diǎn)，我們將與國內(nèi)建筑企業(yè)全面合作，推進(jìn)光伏建筑一體化。
據(jù)凌文透露，為加快推進(jìn)銅銦鎵硒薄膜光伏建筑一體化進(jìn)程，國家能源集團(tuán)還承擔(dān)了國家住建部“CIGS太陽能薄膜發(fā)電技術(shù)在光伏建筑一體化中的應(yīng)用研究”總課題，以及一體化組件研究、集成系統(tǒng)和裝配技術(shù)優(yōu)化研究、能源集成系統(tǒng)研究、組件生產(chǎn)加工技術(shù)優(yōu)化研究、產(chǎn)品綜合性能試驗研究、銅銦鎵硒建筑能源集控與實驗平臺研究、工程造價研究、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價研究、示范建筑研究、標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范制定研究等10個子課題;同時，還承擔(dān)了多個示范項目。
“今年下半年到明年上半年，在北京、江蘇、廣東、海南、四川等省市落地的6個實體示范項目將陸續(xù)完工，形成系統(tǒng)完整的子課題族和示范項目群。”凌文說，“我們有理由相信，國家能源集團(tuán)將成為全世界銅銦鎵硒薄膜光伏發(fā)電技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者之一。”
建筑領(lǐng)域一場革命：
由能源消耗者轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)者
對于國家能源集團(tuán)進(jìn)軍銅銦鎵硒光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)，業(yè)內(nèi)專家評論稱，此舉將加快光伏建筑一體化進(jìn)程，讓建筑物由能源消費(fèi)者轉(zhuǎn)變成能源生產(chǎn)者，成為城市建筑領(lǐng)域的一場革命。
“光伏建筑一體化(BIPV)是指將太陽能發(fā)電產(chǎn)品集成并作為建筑組成部分的技術(shù)。”國家能源集團(tuán)綠色能源與建筑研究中心湯洋博士說，這與附著在建筑物上的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)(BAPV)完全不同，電池作為建筑物外部結(jié)構(gòu)的一部分，既具有發(fā)電功能又具有建筑材料的功能，還可以提升建筑物的美感，與建筑物形成完美的統(tǒng)一體。
來自住建部數(shù)據(jù)，我國建筑能耗約占全社會總能耗的30%，光伏建筑一體化具有綠色節(jié)能、減少碳排放，提升建筑美學(xué)、替代部分建筑材料、降低建筑物造價、提高用電效率、節(jié)約土地資源、減少大氣和固廢污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境等巨大優(yōu)勢。
“但是，當(dāng)前的光伏建筑一體化項目大多是將太陽能光伏組件以光伏幕墻形式安裝于建筑物外立面，應(yīng)該稱之為光伏建筑一體化的‘初級版’。”湯洋告訴記者，銅銦鎵硒薄膜光伏建筑一體化(CIGS-BIPV)是將銅銦鎵硒光伏技術(shù)與建筑工程深度融合，集成了銅銦鎵硒薄膜光伏組件的建筑物作為一個整體來設(shè)計與施工，讓光伏組件成為建筑物不可分割的一部分，比如一堵墻，既起到遮風(fēng)擋雨、保溫隔熱、隔聲等建筑功能，又成為最具發(fā)展空間的分布式能源形式。優(yōu)化控制供熱、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)，對自然采光、光伏發(fā)電、光熱利用、直流供電、智能微電網(wǎng)、自動化系統(tǒng)進(jìn)行全面集成，對建筑物的設(shè)計與運(yùn)行進(jìn)行完整集成與優(yōu)化，實現(xiàn)建筑物的各項舒適性指標(biāo)，做到真正意義上的光伏建筑一體化，是光伏建筑一體化的“高級版”。
凌文認(rèn)為，銅銦鎵硒薄膜光伏建筑一體化在建筑行業(yè)廣泛推廣應(yīng)用，將會產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，也將帶來一場能源與建筑的深刻變革。在能源領(lǐng)域，將推動分布式綠色清潔能源的普及使用，讓建筑由能源消耗者轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉瓷a(chǎn)者，使城市由能源消費(fèi)型城市向能源生產(chǎn)型城市轉(zhuǎn)變。在建筑領(lǐng)域，逐步轉(zhuǎn)變建筑發(fā)展方向，使綠色、清潔、裝配一體的觀念深入人心，重構(gòu)城市肌理與城市氣質(zhì)，增加城市豐富度與多樣性。
