“作為中國最大的一次能源供應(yīng)商，我們在全力實(shí)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)模化。”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(xiàng)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(xiàng)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(duì)，就開始跟蹤銅銦鎵硒薄膜光伏電池技術(shù)。科學(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(xiàng)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(duì);再說裝備，我們與上海電氣集團(tuán)聯(lián)合，實(shí)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(shí)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(yàn)研究、銅銦鎵硒建筑能源集控與實(shí)驗(yàn)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(xiàng)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(shí)體示范項(xiàng)目將陸續(xù)完工，形成系統(tǒng)完整的子課題族和示范項(xiàng)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(xiàng)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(shí)現(xiàn)建筑物的各項(xiàng)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。