再来普及 什么是BIPV建筑光伏一体化？

一、BIPV定义

BIPV（Building Integrated Photovoltaic），即建筑光伏一体化，是一种将太阳能发电设备集成到建筑和建材上的技术，属于分布式光伏电站的一种类型。BAPV（Building Attached Photovoltaic）概念的出现主要是为了区别于BIPV，实际上BAPV 就是已经发展多年的屋顶分布式电站及其简易变形。

图1：立柱式BAPV 光伏屋顶实景图

图2：斜屋面BAPV 光伏屋顶实景图

BIPV 相对于BAPV 最大的区别在于光伏和建筑相结合的一体化程度更深，BAPV从本质上来说电站属性更加突出，而BIPV 组件虽然具备光伏发电性能，但基础属性上是一种建筑材料。因此除发电性能外，建筑标准、产权划分等方面是BIPV 面临的主要问题。

同时也因为BIPV 的建材属性更突出，其在建筑上的应用场景也更加丰富，除了BAPV 也可以用的平屋顶、斜屋顶、幕墙外，透明采光顶、遮阳棚等应用场景都可以安装BIPV。

图3：BIPV 屋顶实景图

图4：BIPV 采光顶实景图

图5：北京世园会中国馆BIPV 幕墙实景图

图6：BIPV 遮阳板实景图

在结构上，目前市面上主流的装配式BIPV 产品减去了传统分布式电站所需要的光伏支架，而是通过直接压覆在彩钢瓦上，通过结构件固定与其形成一体化模块产品，直接作为屋顶建材安装在建筑上，因此对BIPV 组件的强度硬度、防水防风防火等性能要求较高，从而对光伏玻璃的质量要求也更高。

图7：BIPV 产品结构示意图

BIPV 和BAPV 在帮助建筑实现清洁能源替代方面具备相同的作用，BAPV 技术发展阶段更加成熟，之前BIPV 受制于玻璃性能、产品技术标准等因素，发展较慢，但二者起步都很早。上量主要通过新增建筑设计配置和存量建筑改造来达成。

新增建筑：可以从建筑设计阶段将使用光伏建筑一体化产品纳入到设计规划中，用更低的成本达到更充分地发挥发电效益的目的。从产品特性来看，BIPV 对屋顶面积的利用更加充分，可以有效提高单位面积功率15~30%；从成本来看，两者材料成本基本相当，BIPV 可以通过光伏厂商与建材厂商的深度合作进一步降本，同时使用年限更长，成本具备优势。对于新增建筑，无论是从成本、还是美观角度来说，BIPV 都具备显著的优势。

图8：BAPV 利用反光玻璃增加发电量

图9：BAPV 间距示意图

存量建筑：由于建筑结构已经确定，业主通常会根据建筑改造条件和周围环境的实际情况选择使用BAPV 或者BIPV 产品。一般来说，混凝土屋顶更适用于BAPV产品，不改变原有的建筑结构，不替代建材本身；而钢结构屋顶，由于建造成本BIPV 相对BAPV 更具优势，BIPV 的使用比例较大。另外由于建筑的外墙结构在建成后无法改变，存量建筑幕墙只能使用BAPV 产品。对于存量建筑，BAPV 和BIPV 各有千秋，共享市场。

图10：BAPV 平面屋顶改造示意图

随着光伏发电技术日臻成熟，光伏玻璃钢化技术不断提升，组件厂与建材厂的磨合升温，长期来看，在光伏建筑一体化领域，BIPV 是确定性的发展方向。

屋顶和幕墙是BIPV 主要应用场景。目前的市场格局是，晶硅组件霸占几乎全部屋顶市场，幕墙则根据外观需求、透光度要求、墙面材料等区别，薄膜和晶硅二分天下。

二、光伏屋顶：BIPV 主要增量空间

屋顶是封闭建筑的必要构成部分，且多年屋顶分布式的设计和应用经验也为BIPV在该场景的推广打下良好基础。

根据住建部《城乡建设统计年鉴》，2020 年我国城镇（除农村外的地区）建筑用地约800 亿平，建筑屋顶面积约300 亿平，此外我国每年新增建筑面积20~30 亿平，具备装配BIPV 条件的屋顶占比15~20%，行业空间广阔。

装配比例较高的建筑类型主要是工商业和公共建筑屋顶。我国城镇居民建筑以高层为主，屋顶空间较小且形貌多样，BIPV 应用空间有限，同时国内居民电价较低，项目收益率相对较低。

相对应的，我国工商业屋顶多以平房为主，屋顶面积较大，标准化程度较高，同时工商业电价相对较高，且白天用电高峰的特点更适合光伏发电性质。此外，国内主流的BIPV 产品是采用彩钢瓦叠加光伏组件的装配式产品，住宅应用条件的适配性较低。工商业屋顶将成为我国BIPV 市场发展的突破口。

三、光伏幕墙：薄膜电池的春天

薄膜电池主要包括铜铟镓硒（CIGS）、碲化镉（CdTe）、钙钛矿（PSC）等材料路线。薄膜电池在幕墙BIPV 领域占据主流地位。

薄膜组件和晶硅组件相比，薄膜电池的弱光效应好，比晶硅发电时间长，对散射光的吸收好；薄膜电池的温度系数低，随着组件温度的升高导致效率的减少仅为晶硅的一半；但晶硅组件的价格更低。所以目前针对工商业厂房屋顶为主的BIPV 系统，晶硅组件是更好的选择；而透明薄膜更适用于幕墙产品，或者在未来对追求美观的需求上升，薄膜组件或可分屋顶的一杯羹。

目前应用于幕墙的薄膜电池产品以CdTe 为主。前几年薄膜电池市场份额不断下滑，主要原因在于薄膜电池成本降速低于晶硅电池，从2012 年起，CdTe 电池产量增长缓慢，但随着CdTe 电池成本降低至具备竞争力水平，将开启新一轮产能扩张，未来几年有望触底反弹。

文章来源：【申港证券】电气设备行业：BIPV行业深度，万事俱备，一触即发