太阳能PVT助力绿色建筑快速发展

当前，建筑能耗已占我国社会终端能源消耗总量近1/3，随着人们生活水平的提高及城市化进程的加速，该比例将持续攀升。

在这种情况下，笔者认为，可再生能源的生力军太阳能是未来建筑行业发展的重要方向之一。而经过不同技术之间的经济性和节能减排指标对比，由光伏与光热两个部分组成的太阳能光伏光热一体化组件（PVT）是最佳技术方案之一。

据了解，太阳能PVT是将发电和制热结合在一个组件中，不仅提高光伏发电效率，还可以提供采暖和生活热水，是一个通过提高效率增加价值的产品。其核心是在太阳能光伏发电的同时回收多余热能并加以利用，这不仅对电池有冷却作用，可以提高发电效率和寿命，大大提高太阳能综合利用效率，同时还降低了电热分别供应的成本。

有关专家表示，目前太阳能建筑应用主要有屋顶光伏和屋顶光热两种形式，存在光伏和光热争夺屋顶面积的窘况。采用太阳能PVT技术，可实现光伏和光热综合利用，大幅提高太阳能综合转换效率。同时屋顶可实现发电和供热联产，提高了建筑屋顶利用率，为实现建筑零碳排放提供重要途径。

国际能源署（IEA）相关报告数据显示，太阳能PVT产生的热能和电能是相同面积光伏发电的至少三倍，作为适合近零能耗建筑的解决方案而越来越受关注。2021年，全球PVT集热器装机面积为144.3万平方米，增长率约为13%，全球至少有6000多个PVT系统在运行。

协鑫集成科技股份有限公司通过20多个国内的运行案例测算，PVT热电联供系统较常规光伏发电系统可提高10%左右的电力收益。PVT光伏热电联供系统太阳能综合利用率达80%以上，与传统空气源热泵进行实测对比，PVT系统热能利用效率（COP）高达7.5以上，与空调、热水器、地暖等产品配套使用，可以让空调、热水器的能耗降低50%～80%。日照条件下，PVT系统可实现“自给自足”的供能模式。

大连理工大学教授张吉礼介绍说，大连开发区巨星俱乐部太阳能PVT热泵土壤跨季储能项目总面积3500㎡，PVT组件220块，冬季通过地板+风机盘管采暖，夏季使用风机盘管空调，供热量186kW，供冷量165kW。该系统运行5.8年收回成本，比空气源热泵少1.7年，比空气源热泵+PV少2.2年，比地源热泵少1.8年，比地源热泵+PV少2.1年。该系统是空气源热泵CO2排放的3.0%，空气源热泵+PV的CO2排放的4.9%，地源热泵CO2排放的5.5%，地源热泵+PV的CO2排放的19.3%，电多联机CO2排放的3.9%。张吉礼介绍说，他们团队已做了陕西省富平县整县推进太阳能跨季储能零碳热电冷综合能源技术方案，通过PVT热泵冷热电联供系统满足城乡建设、特色农业种养、工业园区建设、新建建筑和既有建筑的用能需要。发展太阳能+产业，促进乡村振兴，既让老百姓的农业种植和养殖收入提高，又满足他们的用能需求，同时可以实现碳中和。

根据国网浙江省电力公司电力科学研究院及东南大学能源与环境学院的一项联合研究显示，以南京市的工况进行试验，太阳能PVT热泵联供系统的全年发电量较独立光伏系统高31.5%。太阳能PVT优势明显，在国际上越来越多地用于净零能耗建筑。各类建筑均是太阳能资源利用的良好载体，通过合理布置太阳能利用装置，可实现建筑的供电、供热、制冷、热水等需求供应，极大程度减少常规建筑电力和化石能源消耗，从而达到绿色近零能耗的低碳建筑目标，推动我国社会能源结构转型。

随着我国“双碳”目标的推进，各项相关绿色能源、低碳建筑等政策措施出台，太阳能PVT系统大有用武之地。太阳能光电光热综合利用是提高太阳能综合利用效率的有效方法，且其设计灵活，可以应用在不同的情形中，有助于优化能源利用结构，降低用户投资成本，缩短投资回收期。太阳能PVT组件的分布式冷热电联供能源系统能够很好地满足建筑用能需求，是绿色建筑的重要推手，因此具有广阔的应用前景。

（作者系中国建筑金属结构协会清洁供热分会副会长）

本文原载于《中国建材报》7月10日6版《太阳能PVT助力绿色建筑快速发展》

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本文作者：陈讲运

复 审：王天恒

终 审：佟令玫