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銅銦鎵硒建築集成系統和裝配技術應用案例中國建築能耗約占全社會總能耗30%以上（2019年住建部數據統計），在國家雙碳目標下，在綠色建築發展趨勢下，近零能耗建築的冷、熱負荷通過被動式設計、遮陽、熱回收等技術實現大幅降低以後，如何滿足建築用電用能需求成為更關鍵的技術因素。

一、背景

1.技術應用所屬行業特點、機遇與挑戰。

中國建築能耗約占全社會總能耗30%以上（2019年住建部數據統計），在國家雙碳目標下，在綠色建築發展趨勢下，近零能耗建築的冷、熱負荷通過被動式設計、遮陽、熱回收等技術實現大幅降低以後，如何滿足建築用電用能需求成為更關鍵的技術因素。

分布式系統成為實現近零能耗建築必不可少的一部分。近年來，中國太陽能光伏發電系統在建築領域的推廣和應用取得了很大的成績，但是技術體系不完善，特別是建築光伏一體化（BuildingIntegrated Photovoltaic，以下稱BIPV）領域仍然存在缺少系統的理論、方法、技術支撐和產業化系統研究的問題，亟待解決，以更好指導行業發展進步。

2.技術應用所解決的行業難點、熱點問題，必要性及重要意義。

本項目針對BIPV系統中光伏產品性能、建築法規、經濟性、建築適應性等一系列問題開展研究，選取銅銦鎵硒（Copper IndiumGallium Selenium，以下稱CIGS，）等高性能薄膜太陽能電池為代表的新型光伏產品，圍繞CIGS建築光伏集成系統和裝配技術研究，研發的CIGS薄膜光伏在BIPV中的應用技術，並不是簡單的將光伏系統附着在建築上（BAPV），而是與建築物形成完美的統一體，即CIGS-BIPV系統。CIGS-BIPV除了具備發電功能之外，同時還具有抗風壓性能、水密性能、氣密性能、隔音性能、保溫和遮陽性能等建築外圍護所必需的性能和獨特的裝飾功能，達到建築圍護、建築節能、太陽能利用和建築裝飾多種功能的完美結合，同時該系統省去光伏系統的支撐結構，利用銅銦鎵硒光伏材料代替傳統的外裝飾材料，降低光伏建築的整體造價、改善建築形象、保持建築美學價值、提高建築性能。

二、應用案例

1.項目概述

本項目從CIGS-BIPV建築集成系統研究、BIM為核心多軟件協同數字化平台開發、裝配式CIGS-BIPV建築施工技術研究到商業應用全過程，形成核心創新技術，擁有完全知識產權，技術上自主可控。技術成果應用於多個工程項目，指導了廣東碧桂園潼湖科技小鎮光伏科技示範項目、海南三亞珊瑚宮殿商業光伏科技示範項目、江蘇東台海上風電運維綜合樓CIGS-BIPV項目、北京低碳清潔能源研究院105#試驗用房項目等10個不同規模、不同地區的實際工程中應用，充分驗證了技術的成熟度。取得發電收益和節能收益，具有經濟和社會效益。

2.主要效益

（通過可量化的關鍵指標，描述應用案例的經濟效益或社會效益）

例如廣東碧桂園惠州潼湖科技小鎮示範項目，總計使用光伏組件2037塊，採用「自發自用、余電上網、就近高效利用」分布式發電模式，年發電量12.3 萬度，設計滿足自身建築30-40%的用電需求，實際滿足自身建築10.32-14.6%的用電需求，年節約費用33.96萬元。投運超過2年，經受了 14 級颱風「山竹」的考驗，無一處破損；年節約能源38.13噸標準煤，減少二氧化碳排放67.94噸，減少二氧化硫污染排放186.46kg，減少氮氧化物污染排放200.56kg，減少PM2.5 污染排放20.21kg。

按照國家《綠色建築評價標準》（GB /T50378-2014）5.2.16 規定，可再生能源提供發電比例≥ 4%就可以獲得該項的滿分10 分。該項目光伏組件提供的發電比例遠大於國家標準，進一步提升了建築的綠色發展水平。

三、技術要點

（關鍵技術描述，自主知識產權的設備、技術、產品、軟件等）

本項目提出了基於CIGS等高性能薄膜光伏組件的新型建築光伏集成系統，設計開發了以建築光伏數字化設計BIM為核心、多軟件協同的數字化平台，研究提出並實踐驗證了裝配式建築光伏一體化的施工技術，並依據建築行業標準對氣密性能、水密性能、抗風壓性能、平面內變形性能和抗震性能進行檢驗驗證，對玻璃幕牆安全、電氣安全、防火安全、防雷安全、抗電磁安全等方面進行系統性、整體性研究和設計。完全自主知識產權，形成專利10餘項、軟件著作權1項和版權1項、團體標準1項，國家標準圖集2項。經院士參加的專家組鑑定，總體技術水平達到國際領先水平。

四、應用前景

本項目技術應用取決於建築市場規模和國家政策規劃。通過匯總商業建築、商品住宅和寫字樓每年新開工面積，並根據其近年來總量的變化情況，再結合宏觀經濟形式，可以預測這三類建築未來的市場總量。

低情景分析下，CIGS-BIPV產品能夠替代石材和玻璃作為外牆材料的比例按照商業建築、商品住宅和辦公樓分別設為1%、0.5%和1.5%以及3%，1.5%和3%，2025年CIGS-BIPV產品的市場容量為1.65GW，120億元。中情景分析下，替代比例分別設為2%、1%和3%以及6%，3%和6%，2025年市場容量可達3.3GW，241億元。高情景分析下，替代比例分別設為3.5%、1.75%和5.25%以及10.5%，5.25%和10.5%， 2025年市場容量可達5.77GW，421億元。