建材化的光伏發電產業才是是未來增長潛力最大、發展前景最好的新能源產業。

在眾多可再生能源發電技術中，光伏發電是最具備普適性、分布式的發電技術，也是最值得期待的一項能源革命技術。但傳統常規光伏一般與建筑是分離的，無法實現與建筑的高度結合，更無法實現與建材的結合和替代。

現行光伏組串技術路線大多以20余塊組件為主，組成一個串，形成1000V，1500V級的直流高壓線路進入直流匯流箱，再進入集中式逆變器或組串式逆變器。在一個組串過程中，各組件電壓進行疊加，形成一個疊加的直流側高電壓。為降低組串過程損失，避免木桶短板效應，因此要求每個組串內組件的工況（發電運行工作參數）盡可能保證一致性。

地面光伏電站應該進行場地平整，讓每一個組串的組件盡可能安裝在一個支架陣列中，同時，務必做好日常維護，檢查熱斑，組串電流偏差，進行灰塵清理，以盡量保證組串內組件工況的一致性。

但分布式發電應用場景，存在更多的不確定性，加上難以維護清掃積灰，組串內各組件工況的一致性難以保證，因而會放大地面電站運行中存在的孤立或小概率事件發生。

而建筑光伏一體化BIPV (Building Integrated Photovoltaics) 是應用太陽能發電的一種新概念：在建筑維護結構外表面結合建筑材料形成光伏與建筑的結合，光伏發電提供電力。

目前，在新建建筑中系統集成綠色智能發電系統建筑，已成為各國的共識，也是建筑發展的趨勢。建材型光伏，讓光伏融入設計、融入建材，融入建設，成為建筑基本功能的一部分。

根據這一設想，建材化的光伏產業到底有多大呢？是個小眾市場還是未來的主流市場呢？我們從現行組件組串技術應用于屋面分布式發電的主要技術痛點說起。

常規光伏技術應用于屋頂發電的技術痛點:

1、熱斑效應：

一串聯支路的電池組中任意電池如被遮蔽，將被當作負載消耗其他有光照的太陽電池組所產生的能量，被遮蔽的太陽電池組件此時會發熱。這種效應能嚴重的破壞太陽電池，直接導致失效或著火燃燒。傳統光伏組件技術的結構設計存在這樣的天然缺陷。
（熱斑效應）

2、PID效應：

又稱電勢誘導衰減，是電池組件的封裝材料和其上表面及下表面的材料，電池片與其接地金屬邊框之間在高電壓作用下出現離子遷移，而造成組件性能衰減的現象。PID效應是長期導致組件衰減甚至嚴重退化的主要原因，由此引起的組件功率衰減有時甚至超過50%；導致這一危害的根本原因就是現有的光伏組件在組建發電網絡時是采用串聯方式，形成20~30余倍的單個組件電壓，如1000V的直流電壓。

光伏高壓直流拉弧試驗視頻記錄，大約到100V直流電壓時，電弧變成破壞性的拉弧火焰。

3、高壓直流拉弧：

傳統光伏組件采用串聯方式連接，形成直流側高壓，目前采用1000V,1500V二個電壓等級。該電壓在分布式發電應用場景之中，人與光伏板接觸緊密，從而對人類活動構成極大的安全威脅。高壓直流也容易拉弧引發火災，該因素約占屋頂分布式光伏發電火災因素的45%。

4、耐候性問題：

傳統光伏組件背面為有機材料在屋頂高溫高濕度的環境下，耐候性能大大降低，使用壽命低于地面電站場景。

5、獨立運行問題：

傳統光伏組件采用串聯方式連接，導致各光伏組件不能獨立運行，一旦其中一個組件出現問題，串內的能量會聚集到問題組件，極易造成火災風險。

6、消防問題：

傳統光伏組件產品的背面為有機材料或玻璃，均無法達到建筑防火A2級要求；BIPV產品內側必須是防火耐燃材料，確保符合消防標準。

7、承重問題：

傳統的組件產品的結構力學設計，只能保證一定風壓力，從來沒有考慮過人在組件面上的活動。但BIPV產品作為建筑材料，必須考慮人在上面的行走活動。

8、隱裂風險：

隱裂就是一些肉眼不可見的細微破裂，晶硅電池片由于其自身晶體結構的特性，很容易破裂，隱裂可以說是一種較為常見的電池片自身缺陷。會導致電池片部分乃至整片失效。傳統產品因為未考慮人類在組件表面的活動，因此對隱裂問題是沒有設計控制措施的。BIPV因為受人類日常活動影響，采用晶硅電池的BIPV必須考慮隱裂帶來的風險。

9、電氣安全：

BIPV產品作為建筑材料，其應用場景大大有別于傳統組件產品，作為建筑材料已經與人類生活緊密相連，密不可分，電氣的安全性成為重大的考量。任何高于人類需求的安全電壓的BIPV產品都會給人類生活安全構成威脅。真正的BIPV產品首先要在電氣電壓安全方面做好徹底的防范保證。安全低壓產品無疑是最佳解決方案。

10、建筑通用性：

BIPV產品作為建筑材料產品，應該與既有建筑維護結果充分的銜接，盡量通用一致以實現既有建筑的大規模使用。

上述問題惡化后導致組件失效，甚至著火燃燒。這也就不難解釋屋面光伏發電著火概率遠遠大于地面電站的原因。上述缺陷也是導致過去30多年來，建筑光伏一體化（BIPV）產業發展一直止步不前的根本原因，市場急需創新產品和解決方案出現。

建材化的光伏材料（第二代BIPV）：潛力巨大的產業

其實人類如果可以全面的做到在建筑物和構筑物屋頂大面積的光伏發電，加上儲能技術的應用，完全可以實現電力的平穩和高質量輸出，大面積的代替化石能源。

如果大量的屋頂都安裝光伏發電或建材化的光伏發電，其發電量基本可以大量代替現有的化石能源。建材化光伏發電+儲能，已經成為可以解決人類能源革命的技術路線。

大量的地面光伏電站將成為補充，化石能源的發電量也將逐步減少，逐漸成為未來電力能源的配角，清潔的可再生電力能源供給將成為市場主體。

建材化的光伏發電產業才是是未來增長潛力最大、發展前景最好的新能源產業。
（行業研究機構對未來光伏市場規模的預測）

對中國建材化光伏產業來說，市場容量巨大。現有全國總建筑面積800多億平米，住宅占2/3，工商業占據1/3。 住宅屋頂可安裝光伏面積70多億平米，立面近30億平米，合計近100億平米，可安裝1500GW，6萬億元市場。

非住宅的工商業屋頂250億平米，合計可安裝光伏2500GW，約10萬億元的市場。 其中商業建筑和公共建筑屋頂大約80億平米，大約可安裝70-90GW，市場大約3000-4000億元。

最近5年每年施工面積130億多平米，每年竣工比例大約30%，約35多億平米。 每年住宅竣工比重一半以上，約18億平米。一半商品房一半大約8億，農村住宅一半多10億平米。

中國2017年新增光伏裝機容量53GW，已經連續五年保持全球新增裝機規模全球第一。并且在未來將保持全球最大的光伏應用市場。國家發改委和國家能源局在2017年發布了《能源生產和消費革命戰略（2016—2030）》，其中明確，到2020年非化石能源占比達到15%,2030年達到20%，2050年占比超過50%。當前核電發展碰到了前所未有的困難，水電、風電則已開發殆盡，不可能出現顛覆性的變化，全球各國都面臨同樣的問題。所以，光伏將被寄予厚望。

據行業權威人士對未來5~7年我國光伏市場規模做了一個估算。我國到2030年的初步想法是人均消費8000度電，按14億人計算，每年將消費10.2萬億度。而去年光伏發電量為1100億度，相當于全國發電量的1%。如果到時光伏發電量占比達到10%，即1.1萬億度電。按目前的效率光伏至少需要裝機達到800GW才能完成這一目標。如果光伏到2030年做到約1.5萬億度電，那么就需要1200GW規模。目前離2030年還剩12年，要想達到800GW裝機，此后至少每年新增裝機50~65GW。

另外，新能源汽車的發展，還會為產業疊加每年30~50GW的新增可再生能源發電。

全球蓬勃發展的光伏市場

除中國以外的其他亞太國家市場方面，日本2017年裝機總量為7.5GW，未來規模會因為BIPV的技術導入，擴大新的市場空間，每年的新增量還會在7GW~10GW以上。印度作為快速發展的光伏市場之一，預計到2020年每年新增裝機量約為10-13GW左右。澳大利亞發展也很快，2018年的裝機量將超過2GW。

歐洲的市場在緩慢復蘇，荷蘭市場最新2018年的招標批準的項目達到2.4GW，并且未來到2020年仍將保持該規模的增長。法國也通過6輪招標確定了3.9GW的地面電站項目和1.2GW的屋頂項目。法國規劃目標為18~20GW，一半以上將采用BIPV技術。除此以外，意大利和西班牙的PPA市場增速很快，市場規模2019年將新增無補貼項目2GW。

美洲市場具有很大的發展潛力。美國2017年新增裝機量超過10GW，未來4-5年預計新增裝機量為8-10 GW。拉美地區以墨西哥和阿根廷為主，墨西哥2018年的招標項目已經超過2GW，阿根廷RENOVA計劃的總規模也已經超過了1.5GW，未來根據阿根廷政府的規劃，到2020年其全國的裝機總量突破5GW。

中東和非洲市場起步晚，但其規劃的項目也很龐大，到2020年沙特預計新增20GW的電站，北非摩洛哥560MW項目2019開工建設，土耳其2018~2019年新增項目也將達到2.3GW。

上述市場中潛在包含大量BIPV產品的需求，但由于市場上并無成熟的建材化BIPV產品，造成大量潛在市場無法真正顯現，我們預測上述市場至少超過20%~40%是需要或新增的潛在BIPV市場。一旦建材化的BIPV技術成熟應用，地面光伏電站的市場占比將急劇萎縮，分布式發電的市場占比將很快成為主流。因為建材化的BIPV存在天然的低成本和多功能的優勢。

預測未來5~10年，建材化光伏市場會超過每年30~50GW的容量。

中國政策鼓勵光伏行業發展

光伏行業是我國為數不多的可以同步參與國際競爭，并有已經達到國際領先水平的行業。由于光伏發電具有技術先進性、資源無限性和綠色環保性等特征，它對我國實現工業轉型升級、調整能源結構、發展社會經濟、推進節能減排具有重要意義。近年來，國家密集出臺了一系列政策文件支持太陽能光伏行業發展，特別是分布式光伏發電的發展。

分布式發電應用技術中，建材化的BIPV無疑是未來的主流技術。

2018年6月1日，國家發改委、財政部、國家能源局聯合發布《關于2018年光伏發電有關事項的通知》(發改能源〔2018〕823號)。這則落款時間為5月31日的千余字通知，提出“暫不安排2018年普通光伏電站建設規模”，“加快光伏發電補貼退坡，降低補貼強度”，且規定自發文之日起實施，被業內稱為“531”新政。

2019年2月18日，國家能源局公布2019年新能源新政討論結果，光伏發電進入無補貼時代的前夜，預計中國市場新增45GW以上，戶用屋頂3-5GW，工商業15-20GW，地面25-30GW。

分布式18~25GW，其中建材化光伏2~3GW，2020年會進入高速增長元年。 地面電站因為初投資高，投資收益下降。但建材化的BIPV產品因為系統造價和維護成本的巨大競爭優勢，安全可靠的品質優勢，即將成為首批新建及改造屋頂用戶分布式解決方案。

在“加快光伏發電補貼退坡，降低補貼強度”的政策指導下，2019年國內光伏產業變得撲簌迷離。但潛在的建材化光伏產業，后發國家基礎能源設施建設直接過渡到可再生清潔能源技術，每年全球數萬億美元的潛在市場，這都 需要中國光伏人去挖掘，引導，發展。光伏產業的創新發現依然是主旋律。

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