主要结论

n  现阶段，光伏发电成本明显高于传统技术（光伏发电成本为2-3元/千瓦时，火力发电为0.5元/千瓦时，水利发电为0.2/千瓦时），因此暂时难以广泛应用于写字楼这样的商业楼宇；

n  光伏发电在稳定性方面的缺陷成为其在写字楼中商用的又一大障碍；

n  鉴于常规能源的有限性和政府对光伏产业的大力扶持，从长期来看，该项技术在写字楼中的应用值得关注；

n  不同地区应用光伏发电的条件不尽相同，预计太阳能资源较丰富且经济较发达地区的写字楼在未来广泛应用光伏发电的可行性更大。

 一、光伏发电技术原理及特点

太阳能光伏发电可直接将太阳光转换为电能，是一种不需燃料、没有污染而获取电能的高新技术，是太阳能众多利用方式中最重要且最具应用前景的技术之一。太阳能光伏发电的最基本原理就是光电效应，即在光的照射下，某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流，也就是常说的“光生电”。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。发电装置产生的直流电通过逆变器即可输出交流电，供电器使用。

图1：光伏发电原理示意图

太阳能光伏发电具有如下特点：

（1）光伏发电为环保技术，太阳能为清洁能源，光伏发电将太阳能直接转换成电能，无噪音、无污染、没有废气；

（2）光伏发电为节能技术，太阳能为可再生能源，太阳能取之不尽，其应用可有效缓解能源短缺；

（3）光伏发电对自然条件具备较强的依赖性。例如，获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有直接关系，不同地区因日照量的不同，在发展光伏发电方面的条件也不尽相同；

（4）光伏发电不仅可以并网，也可自给自足地就地发电供电，从而无需消耗燃料和架设输电线路；

（5）发电成本相对较高。尽管随着光伏发电技术的不断成熟，近些年光伏发电的成本已经降低许多。但相对传统火力、水力发电而言，依然显得十分不经济。

二、光伏发电在建筑节能中的应用---光伏幕墙（BIPV）

目前我国光伏发电市场涉及太空、太阳能灯、交通设施、通信、家电等行业，但在建筑行业，尤其是在建筑幕墙的运用则起步较晚。光伏发电技术与建筑幕墙的结合，就是光伏幕墙(BIPV)。随着世界环境的恶化和能源的短缺，越来越多的工程都在提倡环保节能。随着近年来光伏发电这样一种新能源技术的快速发展，加之国家出台了一系列鼓励采用光伏技术和产品的政策，建筑幕墙行业在工程中采用光伏技术和产品的积极性不断提高，光伏技术在建筑中的应用被认为前景广阔。

光伏幕墙发电原理为：用特殊的树脂将太阳能电池粘贴在玻璃上，镶嵌于两片玻璃之间，通过电池可将光能转化成电能。

图2：光伏幕墙原理

将光伏发电应用于建筑物具有如下三大优势：（1）可有效利用屋顶和墙面，无需加盖其他设施，节省物资和土地资源；（2）可“原地发电、原地使用”，节约输电投资，减少损耗；光伏阵列安装在屋顶和墙面上，并直接吸收太阳能；（3）可避免墙面温度过高，有效改善室内温度。

三、写字楼应用光伏发电的可行性与经济性分析

鉴于写字楼是一种重要的商业楼宇，在考虑某项新技术在其中的应用时，必然需要考察其可行性与经济性。但目前来说，光伏发电的经济性依然不尽人意。

第一，光伏发电在成本方面不划算

目前来看，光伏发电并不划算，尽管近年来成本已经降低很多，但依然远高于传统发电技术，如：火力发电和水利发电。而且，我国的电价本来就相对较低，现阶段使用光伏发电显然是不合算的。光伏系统的造价也较高,晶体硅电池的光伏系统工程每平米造价约为4000-6000元，薄膜电池的光伏系统工程每平米造价约为2000-3000元，在光伏电池的有效使用年限内一般无法回收成本。目前，太阳能光伏发电成本约为2-3元/千瓦时，而火力发电成本约为0.5元/千瓦时，水力发电的运营成本约为0.2元/千瓦时。另外，光伏系统工程产业不能形成规模化地推广和运用，反过来又直接影响光伏系统造价居高不下，产生恶性循环，从而严重阻碍了光伏系统的推广和运用。

表1：光伏发电与传统发电成本对比

第二，稳定性方面难以满足要求

由于应用较少，光伏发电的稳定性较低。而写字楼中银行、证券、IT类企业对供电系统的稳定性要求很高。如果是并网发电，更会对传统电网造成冲击。另外，建筑外墙立面因东西南北向位置不同，建筑物的高度及与周边建筑分布情况，以及春夏秋冬四季交替，都使得建筑物受太阳光照强度不均衡，对光伏电池的转换效率会有较大的影响。因此，发展低成本、高转换效率的太阳能电池仍是太阳能行业的发展方向。

       第三、不同地区发展光伏发电的条件不尽相同

太阳能资源的分布具有明显的地域性特征。这种分布特点反映了太阳能资源受气候和地理等条件的制约。根据太阳年辐射量的大小，可将中国划分为以下5个太阳能资源带：

n   一类地区：宁夏北部、甘肃北部、新疆南部、青海西部、西藏西部；

n  二类地区：河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部；

n  三类地区：山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部、安徽北部、台湾西南部；

n  四类地区：湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部、黑龙江、台湾东北部；

n  五类地区：四川、贵州。

       各类地区的太阳能资源如下表所示：

表1：不同地区太阳能资源情况比较

 资料来源：公开信息（Solarbe太阳能光伏网）

太阳能资源明显的地域性特征使得各地应用光伏发电的条件也不仅相同，同时鉴于光伏发电本身具有较高的成本且为新型技术，预计太阳能资源较丰富且经济较发达地区的写字楼在未来广泛应用光伏发电的可行性更大。

 四、前景展望

短时间内，光伏发电技术在写字楼这样的商业楼宇中应用的可行性不高。主要瓶颈在于经济型问题和稳定性问题。目前，光伏发电的成本远远高于传统的火力发电和水力发电；同时，该技术的稳定性方面也存在较大问题。因此，短时间内光伏发电在商业楼宇中应用的可行性较低。

该技术技术在长期来看值得关注。无论从世界还是从中国来看，常规能源都是很有限的，中国的一次能源储量远远低于世界的平均水平，大约只有世界总储量的10%。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。

太阳能资源的分布具有明显的地域性特征，根据太阳年曝辐射量的大小，可将我国划分为以下5个太阳能资源带。不同地区应用光伏发电的条件不尽相同，预计太阳能资源较丰富且经济较发达地区的写字楼在未来广泛应用光伏发电的可行性更大。

 资料来源：

[1]刘诚. 光伏发电在建筑节能中的应用[J]. 住宅科技, 2009, 29(8).

[2]曾晓武. 光伏幕墙介绍(课件), 2009

[3]陈维, 沈辉, 褚玉芳, 等. 太阳能光伏建筑一体化的现状与展望[J]. 新材料产业, 2007, 7(201): 1.

[4]马胜红, 李斌, 陈东兵, 等. 中国光伏发电成本, 价格及技术进步作用的分析[J]. 太阳能, 2010 (004): 6-13.