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铜铟镓硒建筑集成系统和装配技术应用案例中国建筑能耗约占全社会总能耗30%以上（2019年住建部数据统计），在国家双碳目标下，在绿色建筑发展趋势下，近零能耗建筑的冷、热负荷通过被动式设计、遮阳、热回收等技术实现大幅降低以后，如何满足建筑用电用能需求成为更关键的技术因素。

一、背景

1.技术应用所属行业特点、机遇与挑战。

中国建筑能耗约占全社会总能耗30%以上（2019年住建部数据统计），在国家双碳目标下，在绿色建筑发展趋势下，近零能耗建筑的冷、热负荷通过被动式设计、遮阳、热回收等技术实现大幅降低以后，如何满足建筑用电用能需求成为更关键的技术因素。

分布式系统成为实现近零能耗建筑必不可少的一部分。近年来，中国太阳能光伏发电系统在建筑领域的推广和应用取得了很大的成绩，但是技术体系不完善，特别是建筑光伏一体化（BuildingIntegrated Photovoltaic，以下称BIPV）领域仍然存在缺少系统的理论、方法、技术支撑和产业化系统研究的问题，亟待解决，以更好指导行业发展进步。

2.技术应用所解决的行业难点、热点问题，必要性及重要意义。

本项目针对BIPV系统中光伏产品性能、建筑法规、经济性、建筑适应性等一系列问题开展研究，选取铜铟镓硒（Copper IndiumGallium Selenium，以下称CIGS，）等高性能薄膜太阳能电池为代表的新型光伏产品，围绕CIGS建筑光伏集成系统和装配技术研究，研发的CIGS薄膜光伏在BIPV中的应用技术，并不是简单的将光伏系统附着在建筑上（BAPV），而是与建筑物形成完美的统一体，即CIGS-BIPV系统。CIGS-BIPV除了具备发电功能之外，同时还具有抗风压性能、水密性能、气密性能、隔音性能、保温和遮阳性能等建筑外围护所必需的性能和独特的装饰功能，达到建筑围护、建筑节能、太阳能利用和建筑装饰多种功能的完美结合，同时该系统省去光伏系统的支撑结构，利用铜铟镓硒光伏材料代替传统的外装饰材料，降低光伏建筑的整体造价、改善建筑形象、保持建筑美学价值、提高建筑性能。

二、应用案例

1.项目概述

本项目从CIGS-BIPV建筑集成系统研究、BIM为核心多软件协同数字化平台开发、装配式CIGS-BIPV建筑施工技术研究到商业应用全过程，形成核心创新技术，拥有完全知识产权，技术上自主可控。技术成果应用于多个工程项目，指导了广东碧桂园潼湖科技小镇光伏科技示范项目、海南三亚珊瑚宫殿商业光伏科技示范项目、江苏东台海上风电运维综合楼CIGS-BIPV项目、北京低碳清洁能源研究院105#试验用房项目等10个不同规模、不同地区的实际工程中应用，充分验证了技术的成熟度。取得发电收益和节能收益，具有经济和社会效益。

2.主要效益

（通过可量化的关键指标，描述应用案例的经济效益或社会效益）

例如广东碧桂园惠州潼湖科技小镇示范项目，总计使用光伏组件2037块，采用“自发自用、余电上网、就近高效利用”分布式发电模式，年发电量12.3 万度，设计满足自身建筑30-40%的用电需求，实际满足自身建筑10.32-14.6%的用电需求，年节约费用33.96万元。投运超过2年，经受了 14 级台风“山竹”的考验，无一处破损；年节约能源38.13吨标准煤，减少二氧化碳排放67.94吨，减少二氧化硫污染排放186.46kg，减少氮氧化物污染排放200.56kg，减少PM2.5 污染排放20.21kg。

按照国家《绿色建筑评价标准》（GB /T50378-2014）5.2.16 规定，可再生能源提供发电比例≥ 4%就可以获得该项的满分10 分。该项目光伏组件提供的发电比例远大于国家标准，进一步提升了建筑的绿色发展水平。

三、技术要点

（关键技术描述，自主知识产权的设备、技术、产品、软件等）

本项目提出了基于CIGS等高性能薄膜光伏组件的新型建筑光伏集成系统，设计开发了以建筑光伏数字化设计BIM为核心、多软件协同的数字化平台，研究提出并实践验证了装配式建筑光伏一体化的施工技术，并依据建筑行业标准对气密性能、水密性能、抗风压性能、平面内变形性能和抗震性能进行检验验证，对玻璃幕墙安全、电气安全、防火安全、防雷安全、抗电磁安全等方面进行系统性、整体性研究和设计。完全自主知识产权，形成专利10余项、软件著作权1项和版权1项、团体标准1项，国家标准图集2项。经院士参加的专家组鉴定，总体技术水平达到国际领先水平。

四、应用前景

本项目技术应用取决于建筑市场规模和国家政策规划。通过汇总商业建筑、商品住宅和写字楼每年新开工面积，并根据其近年来总量的变化情况，再结合宏观经济形式，可以预测这三类建筑未来的市场总量。

低情景分析下，CIGS-BIPV产品能够替代石材和玻璃作为外墙材料的比例按照商业建筑、商品住宅和办公楼分别设为1%、0.5%和1.5%以及3%，1.5%和3%，2025年CIGS-BIPV产品的市场容量为1.65GW，120亿元。中情景分析下，替代比例分别设为2%、1%和3%以及6%，3%和6%，2025年市场容量可达3.3GW，241亿元。高情景分析下，替代比例分别设为3.5%、1.75%和5.25%以及10.5%，5.25%和10.5%， 2025年市场容量可达5.77GW，421亿元。