
长城建材-BIPV行业专题报告:建筑、光伏深度融合,BIPV加速发展
原创 濮阳、花江月 高材疾足 1周前
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核心观点
一、BIPV简介:较BAPV具备多重优势。光伏建筑一体化(BIPV)是一种将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术,不同于光伏系统附着在建筑上(BAPV)的形式,是光伏与建筑的深度融合。相对于传统BAPV光伏电站应用形式的单一,BIPV的应用形式更加多样化、智能化和美观化;可用于BIPV屋顶、BIPV幕墙、BIPV遮阳、BIPV温室、室外光伏、光伏场馆等场景。BIPV的主要线路是晶硅和薄膜。薄膜组件转化效率较低,但户外性能明显优于当前的晶硅技术,在BIPV应用中能够发挥优势。相比于BAPV,BIPV在经济性、建筑外观、设计寿命、屋面受力、防水可靠性、施工难度和速度、屋面运营维护等领域具备优势。
二、碳中和大背景下,BIPV重要性凸显。碳中和主基调下,绿色建筑承载节能减排重任。绿色建筑作是节能减排重要方式。国内绿色建筑自2006年起步,2019年新增绿色建筑占总新增建筑比重升至65%,住建部提出2022年该比重将达70%。据住房和城乡建设部6月8日消息,住建部等15部门发布加强县城绿色低碳建设的意见。意见提出,通过提升新建厂房、公共建筑等屋顶光伏比例和实施光伏建筑一体化开发等方式,降低传统化石能源在建筑用能中的比例。各省市积极响应国家政策,相继出台绿色建筑激励政策。
三、国内外政策密集落地,BIPV发展趋势明确
国内外政策密集落地,支持建筑节能发展。国外:欧美等发达国家相继提出节能建筑发展目标。美国提出2030年达到净零能耗。日本提出2030年建筑节能路线图。欧洲国家:英国提出2019年公共建筑达到零碳,德国提出2020年新建建筑达到近零能耗;丹麦提出2020年后居住建筑全年冷热需求降至20kWh/平。国家出台整县推进屋顶光伏政策,各地响应“整县推进”政策。
存量、增量建筑均有较大BIPV发展潜力。BIPV是光伏发电与建筑的深层次融合,形成建筑为主,光伏赋能的格局。根据测算,当前我国光电建筑应用面积占既有建筑的比例仅约1%,渗透率较低,且以工商业屋顶应用为主,未来成长空间巨大。BIPV市场容量巨大,存量建筑可安装面积100亿平方米、增量建筑可安装面积1.2亿平方米/年。
经济性凸显,从工商业屋顶向居民住宅推进、从增量到存量。2021年6月3日于上海SNEC展上,隆基、晶科、腾辉光伏、英利能源、中信博等企业纷纷亮出了自己的BIPV产品,项目收益率较高。目前国内BIPV主要应用于新建工商业屋顶。根据测算,相比之下,BIPV较BAPV更具经济性,可节约材料164元/平。成本考量使工商业建筑率先推进光伏建筑一体化。
BIPV行业标准完善有助于行业健康发展。目前我国BIPV行业的标准多集中于建筑行业,对于光伏方面的标准较少。BIPV本质上是建材,但又与建材有区别,因此需要一整套全新的行业标准来对产品技术做出相关规定。BIPV是光伏对建筑的赋能,以建材属性为主,发电属性为辅,性能指标往往高于普通光伏系统,BIPV产品供应链配套往往先需获得中国建材检验认证集团等相关认证。
组件价格下降,分时电价政策、储能系统逐步完善。分时电价机制的完善以及储能系统的大力发展都有助于BIPV的快速普及。分时电价机制是基于电能时间价值设计的,是引导电力用户削峰填谷、保障电力系统安全稳定经济运行的一项重要机制安排。政策引导用电端习惯改变,提升电网的新能源消纳能力,加速储能发展以及火电灵活性改造。分时电价政策有望进一步向发电端传导,综合电价存提升空间。
光电建筑专业委员会,推动政策、标准体系建设。2020年10月26日,中国光伏行业协会光电建筑专业委员会正式成立,光伏产业与建筑业的合作拉开帷幕。这对推动建立有利于光伏建筑发展的政策体系,逐步完善标准体系建设、打通行业壁垒,加快光伏与建筑行业系统发展等具有积极意义。
四、建材公司:积极参与光伏产业链,拓展BIPV业务。主要公司包括:1)屋顶围护:森特股份,与隆基强强联合。2)钢结构:与BIPV协同效应强,包括东南网架、杭萧钢构、精工钢构等。3)幕墙:BIPV重要应用场景,包括江河集团、方大集团、瑞和股份等。4)光伏玻璃:亚玛顿,特斯拉Solar Roof供应商。
风险提示:BIPV支持政策执行力度低于预期;行业竞争加剧;原材料成本快速增长;下游需求低于预期等
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BIPV简介:较BAPV具备多重优势
根据电站的装机规模、和用户的距离、接入电网的电压等级等不同可以分为集中式电站和分布式电站。其中,分布式电站又可以大致分为BAPV和BIPV两种。
BIPV(BuildingIntegrated Photovoltaic),即光伏方阵与建筑集成。是与建筑物同时设计、同时施工和安装并与建筑物形成完美结合的太阳能光伏发电系统,也称为“构建型”和“建材型”太阳能光伏建筑。它作为建筑物外部结构的一部分,代替部分建材并降低系统成本。既具有发电功能,又具有建筑构件和建筑材料的功能,甚至还可以提升建筑物的美感,与建筑物形成完美的统一体。
BAPV(BuildingAttached Photovoltaic),即后置式的光伏方阵与建筑结合:采用特殊支架将光伏组件固定于现有建筑屋面或墙面结构,可以作为独立电源供电或者并网的方式供电,主要功能止步于发电,不具备建筑建材和建筑美观作用。也称为“安装型”太阳能光伏建筑。
光伏建筑一体化(BIPV)是一种将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术,不同于光伏系统附着在建筑上(BAPV)的形式,是光伏与建筑的深度融合。光伏建筑一体化可分为两大类:一类是光伏方阵与建筑的结合。另一类是光伏方阵与建筑的集成。如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。在这两种方式中,光伏方阵与建筑的结合是一种常用的形式,特别是与建筑屋面的结合。光伏建筑一体化,是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。根据光伏方阵与建筑结合的方式不同,光伏建筑一体化可分为两大类:一类是光伏方阵与建筑的结合。另一类是光伏方阵与建筑的集成。如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。在这两种方式中,光伏方阵与建筑的结合是一种常用的形式,特别是与建筑屋面的结合。建筑与光伏的进一步结合是将光伏器件与建筑材料集成化。一般的建筑物外围护表面采用涂料、装饰瓷砖或幕墙玻璃,目的是为了保护和装饰建筑物。如果用光伏器件代替部分建材,即用光伏组件来做建筑物的屋顶、外墙和窗户,这样既可用做建材也可用以发电,可谓物尽其美。对于框架结构的建筑物,可把其整个围护结构做成光伏阵列,选择适当光伏组件,既可吸收太阳直射光,也可吸收太阳反射光。目前已经研制出大尺度的彩色光伏模块,可以实现以上目的,使建筑外观更具魅力。
1.1 BIPV的发展历程
建筑光伏一体化的最早应用应该推演到卫星和国际空间站上,卫星上的光伏发电结构是光伏与结构一体化的最早雏形。
1967年,日本MSK公司最早提出建筑光伏一体化产品。日本MSK是是全球最顶级的高科技材料公司。MSK将透明前后板加工成半柔性和轻量化光伏组件用于粘贴在屋顶和墙面上
