排名前列铜铟镓硒薄膜光伏建筑一体化示范项目投运

11月5日上午，国家能源集团在广东惠州碧桂园潼湖科技小镇举办排名前列铜铟镓硒薄膜光伏建筑一体化示范项目投运启动会，这是国家能源集团铜铟镓硒薄膜太阳能电池发电技术与建筑一体化技术创新成果的一个落地项目。

作为中国较大的一次能源供应商，国家能源集团在全力实现传统能源清洁化的同时，致力布局清洁新能源的规模化。目前在铜铟镓硒薄膜光伏建筑一体化(CIGS-BIPV)技术与应用研究上取得重大突破，由国家能源集团牵头实施的这一科技创新项目在世界上首次高度集成了铜铟镓硒薄膜光伏建筑一体化装配技术、光伏光热太阳能综合利用、直流电供电系统、智能楼控系统、自动化控制系统、大数据、云平台等多项技术，将铜铟镓硒光伏技术与建筑工程深度融合，实现了真正意义上的光伏建筑一体化，让城市建筑由能源消耗者向能源生产者转变。”

什么是铜铟镓硒薄膜光伏发电？

铜铟镓硒薄膜光伏发电是指利用铜铟镓硒薄膜太阳能电池将光能转换成电能的技术方式。

铜铟镓硒薄膜太阳能电池，是指吸收层由铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)、硒(Se)四种元素按照较佳比例构成的结晶薄膜太阳能电池。

这种薄膜太阳能电池具有层级结构，衬底一般是玻璃，玻璃之上再分别沉积铜铟镓硒吸收层、硫化镉缓冲层、氧化锌窗口层等多层薄膜，最上面是一层盖板玻璃。这就类似于一个汉堡包，盖板玻璃与衬底玻璃就像是汉堡上下两层的面包，中间的铜铟镓硒吸收层、硫化镉缓冲层、氧化锌窗口层等多层薄膜就像是汉堡的夹心层。

铜铟镓硒薄膜太阳能电池具有功率衰减低、寿命周期长、弱光发电性能好以及外观一致性好等特点，被国际上称为“下一代非常有前途的新型薄膜太阳能电池”。

“近年来，铜铟镓硒薄膜太阳能电池的研究与产业化进展迅速，转换效率世界纪录不断被刷新，当前实验室较高转换效率纪录已达到22.9%。”国家能源集团绿色能源与建筑研究中心汤洋博士介绍说。

铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池可以广泛应用于边远山区独立电站、农光互补、渔光互补等精准扶贫项目、光伏建筑一体化(BIPV)、大型地面光伏电站、分布式光伏电站、城市园林景观、旅游业、交通运输业等领域。

铜铟镓硒薄膜太阳能电池可定制化生产不同色彩和图案的组件，适用于不同的市场应用场景和要求，尤其可满足建筑设计师关于色彩、规格等建筑美学需求，同时由于其对光照角度要求低，可安装于建筑物立面。

什么是光伏建筑一体化？

“光伏建筑一体化(BIPV)是指将太阳能发电产品集成并作为建筑组成部分的技术，与附着在建筑物上的太阳能光伏发电系统(BAPV)不同，电池作为建筑物外部结构的一部分，既具有发电功能又具有建筑材料的功能，还可以提升建筑物的美感，与建筑物形成优质的统一体。”汤洋博士说。

根据国家住建部有关数据，我国建筑能耗约占全社会总能耗的30%，光伏建筑一体化具有绿色节能、减少碳排放，提升建筑美学、替代部分建筑材料、降低建筑物造价、提高用电效率、节约土地资源、减少大气和固废污染，保护生态环境等巨大优势。

但是当前的光伏建筑一体化项目大多是将太阳能光伏组件以光伏幕墙形式安装于建筑物外立面，并未将光伏组件作为建筑物整体的一部分有机地集成进建筑物中，更没有有效结合被动式设计与主动式设计，没有有效地利用系统集成的观念，建筑物的自动化系统也基本没有有效运行。应该称之为光伏建筑一体化的“初级版”。

为什么说铜铟镓硒薄膜光伏建筑一体化实现了真正意义上的一体化？

铜铟镓硒薄膜光伏建筑一体化(CIGS-BIPV)是依托铜铟镓硒(CIGS)薄膜光伏组件产品优势，高度集成多项先进技术，将铜铟镓硒光伏技术与建筑工程深度融合，将集成了铜铟镓硒薄膜光伏组件的建筑物作为一个整体来设计与施工，让光伏组件成为建筑物不可分割的一部分，比如一堵墙，既起到遮风挡雨、保温隔热、承重等建筑功能，又成为较具发展空间的分布式能源形式。

在此基础上，对被动设计和主动太阳能系统进行优化，优化控制供热、通风、空气调节，对自然采光、光伏发电、光热利用、直流供电、智能微电网、自动化系统进行全面集成，对建筑物的设计与运行进行完整集成与优化，实现建筑物的各项舒适性指标，做到真正意义上的光伏建筑一体化，是光伏建筑一体化的“高级版”。

铜铟镓硒薄膜光伏建筑一体化(CIGS-BIPV)在建筑行业广泛推广应用，将会产生巨大的社会效益和经济效益，也将带来一场能源与建筑的深刻变革。在能源领域，将推动分布式绿色清洁能源的普及使用，让建筑由能源消耗者转变为能源生产者，使城市由能源消费型城市向能源生产型城市转变。在建筑领域，逐步转变建筑发展方向，使绿色、清洁、装配一体的观念深入人心，重构城市肌理与城市气质，增加城市丰富度与多样性。

国家能源集团为此做了什么？

为了有效抓住铜铟镓硒薄膜太阳能电池产业爆发前的战略机遇期，让铜铟镓硒薄膜太阳能电池产业尽快在国内“落地生根，开花结果”，实现大规模商业化普及应用，作为拥有煤炭、火电、新能源、水电、运输、化工、科技环保、金融等八大业务板块，已经是全球较大的煤炭生产公司、火力发电公司、风力发电公司和煤制油煤化工公司的国家能源集团于2017年就将铜铟镓硒薄膜太阳能发电产业作为企业战略性新兴发展产业，并启动了铜铟镓硒薄膜光伏建筑一体化项目。

到目前已构建完成CIGS薄膜太阳能发电技术研发、高端装备制造、高效组件生产、大规模地面电站、光伏建筑一体化的“五位一体”发展创新平台体系，形成了完整的技术和产业战略布局。

同时为了解决CIGS薄膜太阳能发电技术与建筑一体化在国产化和市场推广中面临的电力技术、建筑结构设计、工程项目实施、标准规范、综合成本等一系列问题，还承担了国家住建部“CIGS太阳能薄膜发电技术在光伏建筑一体化中的应用研究”课题和多个示范项目的研发任务。

在此基础上，又对课题研究任务进行分解，下设了10个子课题，分别为CIGS建筑一体化组件研究、集成系统和装配技术优化研究、能源集成系统研究、组件生产加工技术优化研究、产品综合性能试验研究、铜铟镓硒建筑能源集控与实验平台研究、工程造价研究、技术经济评价研究、示范建筑研究、标准与规范制定研究。