Het grootschalige gebruik van fossiele energie heeft de mensheid doen overgaan van het landbouwtijdperk naar het industriële tijdperk, en ook het huidige informatietijdperk heeft nood aan een gestage stroom energie ter ondersteuning. De hoge koolstofemissies en de hoge vervuiling veroorzaakt door fossiele energie hebben in minder dan 200 jaar echter geleid tot grote veranderingen in het wereldklimaat. Hebben vrienden in het noorden zich gerealiseerd dat de afgelopen twee jaar de neerslag in het noorden van mijn land aanzienlijk hoger is geweest en dat er meer ernstige overstromingen zijn geweest in steden. In april van dit jaar bereikte de hoogste temperatuur in India een verbazingwekkende 55 graden. Milieu- en klimaatkwesties vormen steeds meer risico's voor de samenleving, bedrijven en individuen. Op initiatief van de Overeenkomst van Parijs moet de wereldwijde uitstoot van kooldioxide onmiddellijk worden teruggedrongen en moet de uitstoot van koolstofdioxide in 2050 met 80 procent worden verminderd, vergeleken met 1990- 95 procent van de doelstelling. Volgens een onderzoeksrapport van de Tsinghua Universiteit in mijn land zou tegen 2050 niet-fossiele energie meer dan 70 procent van het primaire energieverbruik moeten uitmaken, en niet-fossiele energie ongeveer 90 procent van de totale elektriciteitsopwekking. Het is duidelijk dat onder de veronderstelling dat de strategische energiedoelstellingen van mijn land ongewijzigd blijven, de opwekking van fotovoltaïsche zonne-energie in de komende 30 jaar een marktomvang van een biljoen zal inluiden. In de afgelopen 10 jaar bedroeg het samengestelde groeipercentage van China's geïnstalleerde fotovoltaïsche capaciteit van 2010 tot 2021 63,7 procent. In 2021 bedroeg de nieuw geïnstalleerde fotovoltaïsche capaciteit in China 54,9 GW. China is ook het land geworden met de grootste geïnstalleerde capaciteit voor de opwekking van hernieuwbare energie ter wereld.
1. gecentraliseerde fotovoltaïsche en gedistribueerde fotovoltaïsche energie
De gecentraliseerde fotovoltaïsche krachtcentrale is de eerste toepassingsvorm van fotovoltaïsche energieopwekking in China. De gecentraliseerde fotovoltaïsche krachtcentrale verwijst naar de grootschalige fotovoltaïsche krachtcentrale die op een gecentraliseerde manier is gebouwd door gebruik te maken van de enorme ruimte en relatief stabiele zonne-energiebronnen in woestijngebieden. Maak volledig gebruik van de positieve peak shaving-eigenschappen van zonnestraling en elektriciteitsbelasting om de rol van peak shaving te spelen. Er zijn echter tekortkomingen in de praktische toepassing van geconcentreerde fotovoltaïsche cellen. het economische zwaartepunt van mijn land ligt in de zuidoostelijke kustgebieden en de vraag naar elektriciteit is veel groter dan in de dunbevolkte noordwestelijke gebieden. Aangezien de stroomtransmissie- en distributiecapaciteit van het elektriciteitsnet veel kleiner is dan de stroomopwekkingscapaciteit van gecentraliseerde fotovoltaïsche cellen, heeft dit geleid tot een ernstig fenomeen van "lichtverlating". Hoewel de UHV-technologie van mijn land het probleem van de krachtoverbrenging van west naar oost de afgelopen jaren heeft verlicht, is de algehele situatie nog steeds niet optimistisch.
Om de bouwdruk van gecentraliseerde energiecentrales te verlichten, pleit de staat daarom krachtig voor oplossingen voor gedistribueerde fotovoltaïsche energiecentrales. Gedistribueerde fotovoltaïsche energiecentrales verwijzen over het algemeen naar energieopwekkingssystemen met een kleine geïnstalleerde capaciteit en opgesteld in de buurt van gebruikers. Het is over het algemeen aangesloten op een elektriciteitsnet met een spanningsniveau van 10 kV of lager, en heeft de kenmerken van een relatief laag uitgangsvermogen, gemakkelijke promotie, weinig vervuiling en kan het stroomtekort in lokale gebieden verlichten. In de afgelopen jaren, met de krachtige promotie van gedistribueerde fotovoltaïsche cellen, is het aandeel van de gecentraliseerde geïnstalleerde fotovoltaïsche capaciteit blijven dalen. In termen van totaal volume zal de geïnstalleerde capaciteit van gecentraliseerde fotovoltaïsche cellen in China in 2021 nog steeds 199,1 GW bedragen, goed voor 65,0 procent van de totale geïnstalleerde fotovoltaïsche capaciteit in China. In termen van verhogingen zal in 2021 de nieuw geïnstalleerde capaciteit van gedistribueerde fotovoltaïsche cellen in China echter 29 GW bedragen, goed voor 55 procent van de totale geïnstalleerde capaciteit van fotovoltaïsche cellen in het hele jaar.
2. BAPV en BIPV
Met de geleidelijke ontwikkeling van gedistribueerde fotovoltaïsche energiecentrales in steden, om het land te sparen voor fotovoltaïsche faciliteiten, zijn gebouwen en gedistribueerde fotovoltaïsche energie een perfecte combinatie, dus stedelijke gebouwen zijn de belangrijkste drager van fotovoltaïsche zonne-energie geworden. De "Notice on the Pilot Program of Roof Distributed Photovoltaic Development in the County", uitgegeven door de China Energy Administration, wees erop dat het aandeel van fotovoltaïsche stroomopwekking geïnstalleerd op het totale dakoppervlak van feest- en overheidsgebouwen niet minder dan 50 procent mag zijn; het totale dakoppervlak van openbare gebouwen kan worden geïnstalleerd met fotovoltaïsche energieopwekking. Minder dan 40 procent; het totale dakoppervlak van industriële en commerciële installaties kan worden geïnstalleerd met een fotovoltaïsche stroomopwekkingsratio van niet minder dan 30 procent; het totale dakoppervlak van plattelandsbewoners kan worden geïnstalleerd met een fotovoltaïsche stroomopwekkingsratio van niet minder dan 20 procent. Dit beleid versnelt de toepassing van gedistribueerde fotovoltaïsche cellen in gebouwen verder. Momenteel zijn er twee hoofdvormen van fotovoltaïsche gebouwen: BAPV (Building Attached Photovoltaic), ook bekend als "geïnstalleerde" fotovoltaïsche gebouwen op zonne-energie en BIPV (Building Integrated Photovoltaic), ook wel bekend als gebouwgeïntegreerde fotovoltaïsche gebouwen.
De belangrijkste vorm van BAPV is om het fotovoltaïsche systeem aan het oppervlak van het gebouw te bevestigen, dat voornamelijk op het dak wordt gebruikt, en de gewone fotovoltaïsche modules worden via de beugel op het gekleurde stalen dakpan of cementdak bevestigd. BIPV is de integratie van apparaten voor het opwekken van fotovoltaïsche energie in gebouwen, die kunnen worden toegepast op scènes zoals vliesgevels/schaduwen/kassen naast daken. In onderstaande tabel zijn de verschillen tussen BAPV en BIPV op verschillende punten weergegeven.
BIPV is superieur aan BAPV in termen van ontwerp, materiaal, prestaties, constructie, onderhoud en kosten. Het ligt voor de hand dat BAPV volledig vervangen moet worden door BIPV. Uit feitelijke gegevens blijkt echter dat in 2019 en 2020 de nieuw geïnstalleerde capaciteit van BIPV in de wereld respectievelijk 1,15 GW en 2,3 GW bedroeg, goed voor slechts 0,95 procent en 1,73 procent van de nieuw geïnstalleerde PV-capaciteit in die jaar; onder hen bedroeg de geïnstalleerde capaciteit van BIPV in China in 2020 709 MW, goed voor slechts 709 MW. De binnenlandse gedistribueerde geïnstalleerde fotovoltaïsche capaciteit was goed voor 4,5 procent, goed voor 1,5 procent van de totale nieuw geïnstalleerde fotovoltaïsche capaciteit. Waarom heeft BIPV pas zo'n klein marktaandeel na het winnen van BAPV? Dit komt in feite vooral door de toepassingsscenario's van het bouwen van fotovoltaïsche cellen. Fotovoltaïsche gebouwen zijn onderverdeeld in incrementele markt en aandelenmarkt, en BAPV en BIPV hebben verschillende aandachtspunten.
BAPV wordt voornamelijk gebruikt bij voorraadtransformatie:
(1) Het is gemakkelijk goed te keuren en goed te keuren, en de renovatie van het gebouw moet worden goedgekeurd door de relevante afdelingen, en de moeilijkheid van goedkeuring kan worden verminderd zonder de oorspronkelijke bouwstructuur te wijzigen;
(2) Kostenbesparend, als het dak goed wordt onderhouden, kunnen na eenvoudige behandeling fotovoltaïsche beugels worden toegevoegd;
(3) De bouwperiode is kort, het originele dak hoeft niet te worden verwijderd en de bouwtijd wordt verkort; (4) De schade aan het oorspronkelijke gebouw wordt verminderd en de reconstructie van het dak is gemakkelijk om een deel van de oude bouwconstructie te beschadigen, en het plaatsen van beugels kan de mate van structurele verandering verminderen.
BIPV is meer geschikt voor nieuwbouw, vooral op de volgende punten:
(1) Het is handig voor acceptatie, nieuwe gebouwen moeten voldoen aan verplichte bouwnormen en de geïntegreerde bouwstructuur is handig voor acceptatie;
(2) De investering is laag, BIPV wordt in één keer gevormd en er is geen latere transformatie vereist;
(3) De constructieprecisie is hoog en de nieuwe grootschalige gebouwen zijn op een uniforme manier ontworpen door het ontwerpinstituut en de vereisten voor de bouwconstructie zijn duidelijk, wat de verborgen gevaren van ongevallen in een later stadium kan verminderen;
(4) Vergroot de geïnstalleerde capaciteit van fotovoltaïsche cellen en BIPV kan worden ontworpen voor daken en gevels om het energiebesparende effect van gebouwen te vergroten;
(5) De ontwerpconsistentie is sterk en de esthetiek van het gebouw is verbeterd.
