光电光热建筑一体化（BIPVT）概论

前言
　　2012 年5月30日，温家宝总理主持召开国务院常务会议，讨论通过《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》（简称《规划》）。会议指出，发展战略性新兴产业是一项重要战略任务，在当前经济运行下行压力加大的情况下，对于保持经济长期平稳较快发展具有重要意义。根据《规划》，新能源产业未来要发展技术成熟的核电、风电、太阳能光伏和热利用、生物质发电、沼气等，积极推进可再生能源技术产业化。其中，太阳能光伏备受关注，此前多项政策已经明确表示要鼓励太阳能屋顶项目，并在补贴上予以倾斜。这将刺激光伏产业发展。

　　我国太阳能产业究竟该如何发展？光电还是光热？一直是行业和学术界争论的课题, 《规划》给了明确回答：发展太阳能培育和发展战略性新兴产业，积极研发开拓多元化的太阳能光伏光热发电市场”。光电是从光能转电能的角度解决能源问题的，光热是从光能转热能的角度解决能源问题，两者目的是相同的，都是为了节约能源、保护环境。太阳能与建筑的结合，不仅需要光电，也需要光热。更需要光电光热结合。把太阳能的光利用和太阳能的热利用通过建筑集成起来，即光电光热建筑一体化，是光电建筑“深刻变革”和“革命性突破”，是多元化的太阳能光伏光热发电的新技术，是光电建筑科技发展制高
点，是战略性新兴产业集群中的先导产业。具有潜在发展空间和巨大建筑市场。

　　(一) 光电光热建筑一体化BIPVT 是BIPV 概念的延伸和拓展
　　1.光电建筑一体化BIPV
　　光电(伏)建筑一体化BIPV(含BAPV)也称光电建筑,是由美国太阳能协会创始人施蒂文-斯特朗30多年前所倡导的太阳能发电应用的一种新概念,其主体思想是将光伏电池铺设在建筑外墙的表面和建筑屋顶上, 通过所产生的电能来驱动室内的用电设备，提供建筑室内的采暖、照明、制冷等，实现太阳能利用与建筑的一体化，简称为光电(伏)建筑一体化BIPV。(以下称光电建筑).
　　2.光电光热建筑一体化(BIPVT)
　　光电建筑 (BIPV)在实际运行中,光伏电池的光电转换效率随着工作温度的上升而下降。如果直接将光伏电池铺设在建筑表面，将会使光伏电池在吸收太阳能的同时,工作温度迅速上升，导致发电效率明显下降 。理论研究表明:标准条件下,单晶硅太阳电池在0度时的最大理论转换效率可到30％。在光强一定的条件下，硅电池自身温度升高时，硅电池转换效率约为12％一17％。照射到电池表面上的太阳能83％以上未能转换为有用能量，相当一部分能量转化为热能，从而使太阳能电池温度升高,光电电池温度每升高1℃，光电转换效率下降0．5％。

　　若能将使电池温度升高的热量加以回收利用，使光电电池的温度维持在一个较低的水平，既不降低光电电池转换效率,又能得到额外的热收益，于是太阳能光伏光热一体化系统(PVT系统)应运而生。这种既能发电又能提供热能的新型的太阳能利用系统即为光伏光热一体化(PVT)系统。将光伏光热一体化PVT系统应用到建筑上，在建筑的外维护结构外表面设置光伏光热PVT组件或以光伏光热PVT构件在提供电力的同时又能提供热水或实现室内采暖等功能，解决了光伏模块的冷却问题,改善了建筑外维护结构得热,甚至可以使建筑物的室内空调负荷的减少达到50％以上，增加了BIPV的多功能性. 为建筑节能和推广BIPV系统提供了一种新的思路。在BIPV基础上发展了光伏光热建筑一体化BIPVT系统。BIPVT(含BAPVT)也随之应运而生. BIPVT存在着两种能量收益即电能和热能，能同时满足建筑的不同能耗需求，这就决定了BIPVT系统不同于传统的单一的BIPV系统和单一太阳能热水系统。光伏光热建筑一体化BIPVT是BIPV概念的延伸和拓展。是新一代太阳能光电建筑。

　　3. 三代光电建筑
　　第一代光电建筑：光电幕墙、光电屋顶。

　　第二代光电建筑：光电光热幕墙、光电光热屋顶。即太阳能光伏热电联供技术集成。光伏光热双发电幕墙、光伏光热双发电屋顶。系统综合效率约为第一代的1.5-2 倍
　　第三代光电建筑：光电光热光冷幕墙、光电光热光冷屋顶。即太阳能光伏冷热电联供技术集成。系统综合效率约为第二代的1.5-2 倍为了降低光伏发电成本，现在都在提高光电电池转化率上做了很多的工作，也推出了ESE高效电池，其单晶转换效率达到18%，多晶效率为17%左右。单纯靠这样一个技术还不能把光伏发电的成本降到与普通的化石能源的价格接轨。太阳能光伏电池还有一个可利用的重要价值，即热能。除去我们提高现有光伏转换效率之外，综合利用能源系统的潜力非常大。，如果照到太阳能电池的能量是百分之百，10%会被反射走。还有90%的能力。假定太阳能光伏的转换效率是20%，则还有70%的太阳能变成了热量。如果能利用这其中30%的热能，总的能量利用效率就达到50%，光伏发电的成本也有望下降。作为与建筑外围护结构结合的光伏光热一体化系统的光电光热双层幕墙在保证电力输出的同时，降低了由于生活用热水增加的建筑能耗，另外对由于墙体得热造成的室内空调负荷的减少达到50％以上，为建筑节能和推广光伏光热建筑提供了一种新的思路。对于光电建筑企业可以充分发挥优势，把热电联供和冷热电三联供技术和光伏发电相结合，进行集成创新，开发第二代光电光热幕墙、光电光热屋顶。即太阳能光伏热电联供技术。研发第三代光电光热光冷幕墙、光电光热光冷屋顶。即太阳能光伏冷热电联供技术。