随着科技的快速发展和环保观念深入人心，建筑行业正经历着一场空前的绿色革命。建筑光伏一体化技术以其独特的魅力和潜力，正迅速崛起为引领这场革命的新趋势。它不仅改变了我们对建筑的传统认知，更将为我们创造一个更加绿色、可持续的未来。
一.什么是建筑光伏一体化
建筑光伏一体化（BuildingIntegratedPhotovoltaics，简称BIPV）是应用太阳能发电的一种新概念，通过将光伏组件与建筑材料结合，让传统建筑变成可以发电的节能建筑，从而推动建筑从耗能向节能、产能转变。简单地讲是指在建筑外围护结构的表面安装光伏组件提供电力，同时作为建筑结构的功能部分取代部分传统建筑结构，如屋面、建筑立面、遮雨棚等。
二.BIPV系统的发电原理
BIPV发电系统工作原理是利用某些半导体材料界面的光生伏特效应，将光能直接转变为电能。发电系统分为离网型、并网型两种。
三.BIPV项目的设计流程
BIPV项目的设计是结构专业及电气专业相融合的设计过程。除应具备结构专业的设计能力外，也需掌握BIPV系统的发电原理、组串设计、设备的初步选型及发电量估算等电气专业知识，以下为BIPV项目的设计流程。
3.1确定BIPV项目的设计范围
在进行BIPV项目的设计前，委托方会提供现场踏勘、项目启动会等流程，在此过程中，设计人员须同委托方明确BIPV项目在建筑的意向位置、项目所需发电量及初步预算等内容，为后续设计工作的开展奠定基础。
3.2模拟阴影遮挡区域
根据项目的位置、周边环境及拟安装组件区域的遮挡情况，通过PVsyst、Sketchup(含skelion插件)、Ecotect、天正建筑等软件计算出拟安装区域的阴影位置，并综合考虑建筑的外观要求等因素，合理在拟安装区域排布BIPV组件，以达到最大化的利用可发电区域、排除阴影遮挡造成的经济损失及安全问题的目的。
3.3BIPV组件的选型
根据安装区域的位置及BIPV项目的类型，BIPV组件的物理性能及电气性能均应满足相关标准的要求。常见BIPV组件均为夹层类构造，目前国内厂商生产的非晶硅类BIPV组件电池芯片大多为浮法玻璃且厚度不大于4mm,在使用时须对其抗弯强度及最大跨中挠度进行计算。
3.4BIPV组件排布方案
好的组件排布方案不仅要满足BIPV采光顶采光，还要兼顾遮阳功能。且需得到委托方认可。
3.5BIPV组件的组串设计及设备选型
根据各安装区域组件排布方案图中BIPV组件的安装容量、组件排布的朝向及各朝向年太阳能辐射量等因素对BIPV系统中的逆变设备、隔离装置等进行选型设计，所选择设备、装置等均应符合标准的规定且应通过相关认证机构的产品认证，并根据其所处环境因素对容量预留冗余。根据所选逆变设备的各项电气性能对BIPV组件进行组串设计。
3.6BIPV项目电气方案图纸BIPV项目电气图纸一般包含BIPV系统电气设计说明、电气原理图、BIPV系统组串图、BIPV系统电气设备路由图、设备接线图及设备材料清单。
BIPV系统组串图详细体现了BIPV组件串内及串间走线及接线方式，合理的组串方案可以节省线缆、线槽的长度，直接降低项目造价；电气设备路由图则在图纸上明确了各电气设备的安装位置及走线方式，合理的设备布置不仅能降低线缆、线槽的长度，亦能大幅降低施工难度，进而降低项目造价。
四.BIPV建筑光伏一体化五大优势
1空间的高效利用与美学融合
在BIPV建筑中，可以通过巧妙的设计，将光伏组件的旁路二极管、接线盒等隐藏在幕墙结构中。可以避免阳光直射、雨水侵蚀，还提高了建筑美观度。BIPV作为一种将光伏组件与建筑围护结构完美结合的技术，不仅实现了对建筑空间的高效利用，还可以让建筑在发电的同时，也能展现出别样的美感，成为城市中一道亮丽的风景线。
2显著的节能减排效果
BIPV建筑物不需要另外占用土地，太阳能电池发电时不会产生噪声，不会污染环境。BIPV建筑可以自发自用，不仅降低了输电和分电的投资和维修成本，还减少了电力输送过程的费用和能耗，并且用电高峰期恰好是日照最强时候。BIPV系统在保证自身建筑用电外，在一定条件下还可以向电网供电，缓解了高峰期的电力需求，还能避免由一般化石燃料所带来的严重空气污染，这种节能减排的效果对于应对全球气候变暖、推动绿色建筑发展具有重要意义。
3满足建筑物的采光要求
直接安装光伏板虽然简单，但是仅仅限于屋顶使用，对屋顶的大小、坡度、采光等等都有一定要求，光伏板和建筑的结合度也不够高。但是BIPV则不同，可以通过采用半透光薄膜太阳能电池、穿孔硅电池片或调整电池片的排布使BIPV建筑达到特定的透光率。致使在大楼的观光处也可以满足光线通透的要求。光伏组件透光率越小，其发电功率就越大。因此不但能满足建筑的采光要求，而且和建筑的结合度非常好，更安全更可靠。
4使用寿命长
由于BIPV组件与建筑围护结构紧密结合，它们往往能够享受与建筑同等的寿命。这意味着BIPV系统可以在建筑的整个生命周期内持续为其供电，而无需进行频繁的更换或维修。BIPV的长寿命得益于其高品质的材料和先进的制造工艺。光伏组件采用耐候性强的材料制成，能够抵御恶劣的自然环境，如高温、低温、紫外线辐射、风雨侵蚀等。此外，BIPV系统的安装和集成也经过精心设计，确保其在使用过程中能够保持稳定的性能和高效的发电能力。
5长期经济回报与成本效益
虽然BIPV的初期投资成本可能略高于传统建筑，但从长远来看，其带来的经济回报十分可观。通过利用太阳能发电，BIPV系统可以为建筑节省大量电费支出，同时降低运行维护成本。此外，随着光伏技术的不断进步和市场规模的扩大，BIPV的成本还将继续下降，进一步提高其成本效益。
根据中国建筑节能协会数据，当前国内建筑全生命周期碳排量已经占到全国碳排放总量的51.3%，其中仅建筑运行阶段碳排占比就达到了22%。显然，建筑行业成为了我国零碳发展的“主战场”。光伏建筑产生的绿电具有方便获取、经济性好的优势，可以有效降低建筑能耗，实现零碳建筑的同时可惠及千行百业、千家万户。
建筑光伏一体化系统除了具备发电功能之外，同时还具有抗风压性能、水密性能、气密性能、隔音性能、保温和遮阳性能等建筑外围护所必需的性能。因此可以在达到建筑围护、建筑节能、太阳能利用等多种功能的同时，保障建筑的美观性、安全性、舒适性等功能，做到与建筑的完美配合。
作为光伏行业与建筑行业的交叉领域，BIPV具备较强的技术壁垒，对企业的光伏组件设计制造能力、建筑施工水平及项目资源获取能力都有较高的要求。中茂装饰集团是一家以光伏发电幕墙、光电显示幕墙、智能控制幕墙、装配式单元体幕墙、建筑幕墙工程、建筑智能化幕墙等工程设计为主的多元化公司，拥有建筑幕墙工程设计甲级、建筑幕墙工程专业承包一级、建筑装饰工程设计、电力工程总承包等多个专项资质。多年来，中茂装饰集团的光伏幕墙设计和研发水平在国内一直处于领先水平，并与国内知名科研院及光伏组件企业合作，在光伏幕墙设计中充分考虑建筑结构安全、电气安全、建筑节能及建筑美学等要求，为各类工商业企业用户提供更加低碳、绿色的光伏幕墙设计全流程服务。
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