摘要：光伏建筑一体化在工业厂房的应用备受关注。本文阐述了光伏建筑一体化的发展现状和优势，列出了不同的应用案例，并根据光伏建筑一体化的特点分析了应用流程。设计要点。
光伏建筑一体化（BIPV）技术是将太阳能发电（光伏）产品集成到建筑物中的技术。 BIPV作为绿色建筑的主流形式，具有降低能耗、降低建设成本、节省土地资源等诸多优势。能够完美实现“光伏+绿色建筑”的集成应用，高度契合全球绿色建筑发展趋势。近年来，我国“超低能耗、近零能耗建筑”理念的引入和推广，为BIPV产业的发展带来了新的发展空间。工业厂房采用BIPV技术，具有获得额外电价收益、节能减排、隔热降温、节省传统彩钢瓦屋顶投资等优点，将成为建筑能源发展的趋势。
1 光伏建筑一体化屋顶系统
建筑业是我国能源消耗的主要领域之一。改变建筑高能耗格局已成为推动我国建筑业高质量发展的当务之急。近年来，随着能源生产和消费革命、供给侧结构性改革、绿色发展等国家战略的实施，光伏与建筑融合成为必然趋势。全国现有可安装光伏的工商业（含公共建筑）屋顶总面积约60亿平方米，立面约16亿平方米，合计近80亿平方米。光伏屋顶潜力巨大。
2000年初，以光伏幕墙应用形式的光伏建筑被提出，并开展了一些示范项目。由于早期光伏材料与建筑融合不够充分，光伏建筑项目主要由光伏材料生产企业主导，并没有制定相应的标准。他们只能参考地面电站相关标准，一些项目已经取得了一定的应用效果和示范效果。但由于早期光伏发电成本较高，且缺乏国家统一的技术标准和相关认证，大部分项目并未达到预期效果。截至2018年底，国内BIPV市场累计装机容量仅为1.1GW，远远落后于分布式光伏的发展速度。市场规模不足50亿元，行业仍处于酝酿阶段。
过去，工业厂房应用的光伏建筑一体化大多是“建筑附加光伏”（BAPV）模式，采用分期建设的方式。建筑土建完成并安装彩钢瓦屋顶后，随后在屋顶安装光伏系统。安装模块支架和其他设备需要不必要的投资。屋顶结构会限制光伏的设计和安装，美观性不足。随着光伏技术的发展，目前许多工业建筑采用“光伏建筑一体化”（BIPV）模式，采用专门设计的一体化BIPV光伏组件作为建筑材料，直接替代原有屋顶。
2 工业厂房光伏建筑一体化应用的优势
工商业屋顶是安装光伏发电的优质载体。屋顶面积大、工商业电价高、标准化、节能减排、隔热降温等都是工商业屋顶安装光伏发电的动机。
2.1 额外发电收入
假设1万平方米工业厂房采用BIPV设计，安装1.2MW组件及配套发电系统。总投资不到500万元。平均资源地区年发电量为144万千瓦·小时。如果全部能自发使用，按白天工商业平均电耗0.8元（/KW·h）计算厂房钢结构屋面彩钢瓦维修加固，每年可节省电费115万元，不到5年即可收回成本年。
2.2 节省工厂屋顶成本
新建工业厂房屋顶无需安装彩钢瓦。光伏BIPV屋顶发电系统可直接安装在屋顶上，节省彩钢瓦的购买和安装成本。对于彩钢瓦寿命终止需要更换的工业厂房屋顶，无需改变原有厂房。通过结构设计，无需增加额外的屋顶承重，可直接更换为光伏BIPV屋顶。彩钢瓦的成本基本在每平方米100元左右。 BIVP完美替代传统屋顶，节省屋顶成本。
2.3 更长的使用寿命
一般来说，传统钢结构屋顶的使用寿命只有10a至15a，就需要进行大修或更换屋顶材料。 BIPV光伏屋顶的发电寿命为25a。与传统彩钢瓦屋顶在使用过程中维护、更换、拆装所需的投资和时间相比，BIPV可以说是一劳永逸。
2.4 发展零碳、零能耗建筑
为加快发展绿色建筑，降低建筑能耗，逐步实现超低能耗、近零能耗建筑的目标，国家出台了多项关于发展绿色建筑的规划和实施意见。并出台了相应的标准。一些省份还制定了绿色建筑项目的补贴和激励措施。 “中国制造2025”对未来高端制造提出新要求厂房钢结构屋面彩钢瓦维修加固，智能和绿色成为未来制造工厂的两大主题。 BIPV建筑本身产生的能源可以抵消建筑的能耗，甚至超过建筑的能耗，完美契合绿色、环保、节能的绿色建筑理念。
3 应用案例
3.1 BIPV光伏屋顶替代彩钢瓦
江西丰城市一旧仓库工厂屋顶为石棉瓦屋顶，屋顶坡度为18度。采用BIPV设计，根据屋顶结构的强度和建筑特点，拆除了原屋顶的石棉瓦和檩条，并对新的檩条结构进行了加固。通过合理设计，安装了40.9MW BIPV系统。该项目不仅利用原有闲置屋顶高效发电，而且节省了屋顶维护的资金成本和时间。预计可将屋顶使用寿命延长至25年。
3.2 新型工业厂房屋顶
江苏常州金坛至西工业园区某工厂在项目设计阶段就引入了BIPV理念，采用了节能增效、建筑一体化的理念。工厂建设过程中，直接安装了BIPV屋顶发电系统，铺设了2.05MW光伏组件。节省了工业厂房传统屋顶的投资，并获得电价收益。
