2022年光伏建筑行业发展现状及未来趋势分析.docx

2022年光伏建筑行业发展现状及未来趋势分析1.光伏建筑相关概念梳理1.1.安装形式：后置式光伏（BAPV）和一体化光伏（BIPV）对比光伏建筑为太阳能发电的新应用领域，该技术通过集成光伏发电系统与建筑外部结构实现建筑节能降耗，是实现低能耗被动式建筑的重要手段之一。根据集成化程度差异，光伏建筑可分为：①后置式光伏发电屋面系统（BAPV，BuildingAttachedPhotovoltaic），一般指在现有建筑上安装太阳能光伏发电系统，利用建筑闲置空间发电，多运用于存量建筑改造；②光伏建筑一体化（BIPV，BuildingIntegratedPhotovoltaic），是与建筑物同时设计、施工和安装，并与建筑物融为一体的太阳能光伏发电系统，兼顾发电效益及建筑外观。从建造方式看，BAPV一般采用特殊的支架将光伏组件固定于原有建筑结构，主要起到发电作用，不影响建筑物原有功能，属“安装型“太阳能光伏建筑。BIPV采用一次性建设和投资模式，在建筑施工时直接安装光伏发电系统支架配件、光伏发电组件单元板和其他电气设备。BIPV除具备发电功能外还需兼顾建筑物自身结构和使用功能，以替代建筑物原有构件，本质为建筑建材。BAPV与BIPV优缺点较为互补，BIPV更具经济性。根据北极星太阳能光伏网对某钢结构厂房屋面项目测算显示，采用光伏建筑一体化屋面系统可节约材料成本约164元/平米，且BIPV设计寿命超过50年，综合经济优势显著。具体对比来看：1）建筑外观：BIPV为建筑光伏一体化系统，因此其设计被纳入建筑总体规划，建成建筑的外观整体性更强；BAPV为后期安装的光伏组件，外观整体性较差。2）屋面受力：BIPV建筑的屋面为单纯屋面，结构受力清晰，安全性高；BAPV因需后期安装，屋面受力较为复杂，长期的风载作用和变形可能产生疲劳效应，影响结构安全。3）防水性能：BIPV采用憎水性玻璃面板与主水槽、防水密封等形成屋面防排水系统，屋面构造、泛水包边、采光带等采用模块化组合构成，可实现较好的防水性能；BAPV本身不需要提供防水能力，只需要既有屋顶具备防水能力即可。4）施工难度：BIPV系统作为建筑重要结构件，承担屋顶功能，对于防水、隔热等建筑性能要求高，安装难度较大；而BAPV直接在既有屋顶上加装，安装较为简单。5）运营维护：BIPV屋面以单块电池组件为单元模块化设计安装，检修的同时还需要兼顾屋顶功能是否完整，运营维护难度较高；BAPV可直接在屋顶上进行检修，拆装较为方便，运营维护难度低。BAPV更具产品特征，BIPV更依赖总包能力。BAPV和BIPV虽均属建筑光伏系统，但前者更具“光伏产品”特性，相关项目主要以光伏制造企业牵头，由其负责提供光伏组件，建筑企业负责安装流程，业主主要系工商业及发电企业。而BIPV系统与建筑整体建造过程紧密相连，光伏制造企业因缺少EPC项目经验在BIPV领域多以分包方承接相关订单，建筑企业EPC实力突出，总包订单获取能力更强。1.2.技术体系：晶硅、薄膜为主要组件材料光伏电池片为光伏发电系统的底层核心组件，按使用材料差异分为晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池两大类，前者占据主要市场份额，后者受益于光伏建筑发展渗透率有望提升。1）晶硅电池：晶硅类太阳能电池经过数十年发展，技术体系已相对成熟，光电转换效率持续提升，且产业规模迅速扩张，边际制造成本显著降低。在当前光伏产业中，晶硅电池依靠规模效应带来的经济成本优势及高转化效率占据超过95%的光伏电池市场。其中，单晶硅电池以高光电转换效率、高制造成本为主要特点；多晶硅电池转换效率略低，但制造成本低廉，且无明显效率衰退问题，在2017年前市占率高达73%。2017年以来，新生产技术的引入促单晶硅生产成本大幅降低，叠加PERC技术渗透率提升大幅提高单晶硅转化效率，当前单晶硅占据晶硅电池市场约90%份额。2）薄膜电池：薄膜电池因光电转换效率偏低尚未形成较大市场规模，但其弱光性能较强，在部分非正南安装的BAPV/BIPV项目中发电效益显著优于晶硅组件，且因薄膜电池的温度系数更佳，在高温极端情况下仍能维持工作，较好地填补了晶硅短板。同时，晶硅电池片颜色以深蓝、浅蓝为主要色系，较为单调，无法满足光伏建筑色彩多样化需求，而薄膜电池具备颜色可调整优势，当前市场上采用薄膜技术生产的光伏组件已基本覆盖所有常见色系。此外，薄膜电池重量较轻，使用薄膜类光伏组件可降低施工难度及支撑结构制造成本。综合来看，晶硅和薄膜两大技术体系在光伏建筑领域以互补关系为主。在特定光伏建筑项目（如非正南安装屋顶、光伏幕墙、定制化场景等）中薄膜技术更具优势：根据德国Fraunhofer太阳能系统研究所于2018年对欧洲BIPV项目统计显示，屋面BIPV项目约90%采用晶硅技术，外立面BIPV约56%采用薄膜技术。2.光伏建筑行业概况：双