6．開展BIPV應當注意的一些問題
德國雖然已經完成了10萬光伏屋頂計劃，全國光伏建筑的累計安裝量已經超過400MWp（是我國太陽電池累計安裝量的8倍），取得了豐富的經驗，但也發(fā)現(xiàn)了不少的問題。德國大多數光伏建筑都是由專業(yè)建筑師設計的，在外觀上，在建筑功能上，以及在透光性和與建筑和諧一致上的確設計得無可挑剔。但是這些建筑師也忽略了或者說不了解太陽電池的發(fā)電特性，如太陽電池的朝向、遮擋和溫升等問題，這些在我國以后的設計中應該引起重視。
6.1太陽電池安裝的朝向
太陽電池與建筑相結合有時不能自由選擇安裝的朝向，不同朝向的太陽電池發(fā)電量是不同的，不能按照常規(guī)方法進行發(fā)電量計算?？梢愿鶕D7對不同朝向太陽電池的發(fā)電量進行基本估計
不同朝向安裝的太陽電池的發(fā)電量：
假定向南傾斜緯度角安裝的太陽電池發(fā)電量為100；
其它朝向全年發(fā)電量均有不同程度的減少
6.2太陽電池的遮擋
太陽電池與建筑相結合，有時也不可避免地會受到遮擋。遮擋對于晶體硅太陽電池的發(fā)電量影響很大，對于非晶硅的影響會小得多。一塊晶體硅太陽電池組件被遮擋了1/10的面積，功率損失將達到50%；而非晶硅受到同樣的遮擋，功率損失只有10%。因此，如果太陽電池不可避免會被遮擋，應當盡量選用非晶硅太陽電池。
6.3太陽電池的溫升和通風
太陽電池與建筑相結合還應當注意太陽電池的通風設計，以避免太陽電池溫度過高造成發(fā)電效率降低（晶體硅太陽電池的結溫超過25℃時，每升高一度功率損失大約4‰）。太陽電池的溫升與安裝位置和通風情況有關，德國太陽能學會就此種情況專門進行了測試，表3給出不同安裝方式和不同通風條件下太陽電池的實測溫升情況。
7．BIPV的電氣連接方式
德國和荷蘭的光伏屋頂計劃大多數是安裝在居民建筑上的分散系統(tǒng)，功率一般為1KWp~50KWp不等。由于光伏發(fā)電補償電價不同于用戶的用電電價，所以采用雙表制，一塊表記錄太陽電池饋入電網的電量，另一塊表記錄用戶的用電量。
也有一些功率很大的系統(tǒng)，如德國慕尼黑展覽中心屋頂2MWp的BIPV系統(tǒng)和柏林火車站200KWp的系統(tǒng)。對于小系統(tǒng)，一般只用一臺并網逆變器，對于大系統(tǒng)，一般采用多臺逆變器。柏林火車站200KWp的BIPV系統(tǒng)分為12個太陽電池方陣，每個方陣由60塊300W的太陽電池組件構成，每個方陣連接一臺15KVA的逆變器，分別并網發(fā)電。慕尼黑2MWp的BIPV項目則不同，2MWp由2個1MWp的系統(tǒng)分一期、二期建成。每個1MWp的系統(tǒng)采用公共直流母線，3臺300KVA的逆變器按照主從方式工作，當光強較弱時只有一臺逆變器工作，陽光時三臺逆變器都工作，這樣就使逆變器工作在高負荷狀態(tài)，具有更高的轉換效率.
8．其它
除了BIPV項目，考察團還在荷蘭和德國考察了幾處包含BIPV的節(jié)能建筑。荷蘭的“零能耗”、“零排放”的“雙零”建筑更為典型，“零能耗”意味著建筑的用電、采暖、炊事、空調以及水循環(huán)系統(tǒng)等所有能源全部自給，“零排放”意味著沒有任何溫室氣體排放.
建筑物采用了光伏發(fā)電、太陽熱水系統(tǒng)、自然水循環(huán)和過濾系統(tǒng)、地源熱泵空調采暖系統(tǒng)以及節(jié)能建筑材料等多項新技術。光伏發(fā)電與多種節(jié)能和新能源等新技術的結合是未來的發(fā)展方向。
9．德國鼓勵BIPV的政策法規(guī)和10萬光伏屋頂計劃
法律條款對于光伏發(fā)電的發(fā)展將起到關鍵性的作用，德國10萬屋頂計劃是一個的例子。該項目自1999年開始實施，2003年結束，2000年德國頒布可再生能源法，2001年光伏發(fā)電在德國國內的安裝量達到2000年的230%。德國政府認為可再生能源法和10萬屋頂計劃已經取得了完全徹底的成功。德國可再生能源法和10萬屋頂計劃的主要內容和取得的成就介紹如下：
2000年頒布的可再生能源法關于光伏的主要內容包括，電網公司有義務收購可再生能源所發(fā)的電，并支付上網補償電價：在固定的時間范圍內，享受固定的上網電價（20 年）；新建光伏發(fā)電的上網電價每年遞減（PV: 5%/a）；2000年4月頒布實施；成本均攤—高于常規(guī)電價的部分在全國范圍的4個電力公司均攤；PV—最初的上網電價是50.6 Cent / kWh, 2003年下降到45.7 Cent / kWh ；
德國可再生能源法在2004年又進行了修訂，對于不同的建筑或安裝形式進行了區(qū)分。
與“可再生能源法”相配套的還有銀行貼息貸款的政策和自愿認購綠電的政策。
KfW（德國開發(fā)銀行） 對于安裝光伏系統(tǒng)的貸款支持:國家補貼的長期低息貸款；貸款期：10，12，15， 20甚至30 年，頭2，3年 或5 年不用償還；固定利率至少10年不變；允許與其它帶有補貼性質的項目相結合（但不能超過總的投資額度）。
德國還有其它有補貼性質的項目，僅以KfW的幾個項目為例。
KfW10萬屋頂計劃：PV與建筑相結合；貸款利率1.9 %；1999~2003 非常成功（可以完全償還）， 共完成345 MWp 65，000 套（大部分私人住宅）。
KfW CO2 減排項目： PV 安裝在居民住宅上；貸款利率 2.7% ~ 4.2% ；貸款允許100 % 投資額度。
KfW 環(huán)境保護項目：PV 安裝在非居民住宅（商業(yè)或工業(yè)建筑）；貸款利率4.4 %~ 4.9 %；貸款額度為投資額的75%，與其它環(huán)保或節(jié)能項目結合，也可以拿到100%的貸款額度。
所謂“購買綠電”政策是指由國民自愿購買綠色電力，綠色電力比常規(guī)電力（依地區(qū)不同大約每度電5~10歐分）多2~3歐分，電力公司將銷售綠電的收益用于購買高價綠色電力（每度電大約45.7~50.6歐分）。
德國10萬光伏屋頂計劃完全成功的表現(xiàn)：
1）不僅僅依賴于國家財政的促進機制；
2）綠電收入購買高價綠電；
3）10萬屋頂計劃得到順利實施；
4）光伏系統(tǒng)大量安裝，數量超過預期的300MWp（實際安裝345MWp）；
5）利用價格調整，促使光伏真正按照市場規(guī)律進行推廣；
6）銀行的貸款已經全部收回；
7）數以千計的可再生能源就業(yè)機會；
8）光伏系統(tǒng)價格從1999到2000年下降了8 %，而且在此后數年中持續(xù)下降；
9）類似的機制已經在其它國家開始執(zhí)行。
有了這樣的法律，安裝光伏發(fā)電的用戶可以通過銷售綠色電力獲得收益；銀行的貸款可以如數回收；光伏生產廠家通過銷售太陽電池賺錢；政府達到了推行清潔能源的目的；電力公司通過銷售綠電購買綠電，經濟上不虧損（取之于民用之于民），還完成了減排義務；政府通過媒體的廣泛宣傳，那些自愿購買綠色電力的人知道自己是為保護環(huán)境和能源的可持續(xù)發(fā)展在做貢獻。結果是所有的人都高興，盡管10萬屋頂計劃已經在2003年結束，但德國光伏屋頂的建設卻沒有因此而停頓，圖10是德國光伏屋頂建設的發(fā)展情況（包括對2004年的預測）：
10．結束語
在德國和荷蘭考察了14天，雖然只是看了一些皮毛，但是也不難得出下列結論：
1） 政策法規(guī)是綱，光伏建筑和可再生能源的發(fā)展是目，“綱舉目張”；
2） BIPV可以建造得具有很高的質量；
3） BIPV的能量回收期比單獨安裝要短，因為部分建筑材料被取代了；
4） BIPV應當從建筑設計就開始考慮；
5） 除了考慮BIPV的建筑特性，還要考慮發(fā)電量的影響因素：朝向、遮擋和太陽電池的通風；
6） 當前的光伏建筑構件的成本還太高，平均比普通太陽電池組件的價格高2.5倍，還有很大的降價空間；
7） BIPV的專業(yè)化很重要，大部分荷蘭和德國的BIPV項目是由建筑師設計的（今后要避免不顧及發(fā)電量的缺點）；荷蘭采用的光伏瓦是由建筑材料公司Lafarge生產的；德國的非晶硅玻璃幕墻是由世界第三大玻璃公司Schoot開發(fā)生產的；德國的BIPV項目的安裝工作是由電力公司下屬的電力安裝公司完成的，BIPV安裝導則也是由電力公司制定的；
8） BIPV還有很大的設計空間，有潛力比現(xiàn)在做的更好；
9）光伏與其它可再生能源結合的零能源和零排放建筑是今后的發(fā)展方向。
德國雖然已經完成了10萬光伏屋頂計劃，全國光伏建筑的累計安裝量已經超過400MWp（是我國太陽電池累計安裝量的8倍），取得了豐富的經驗，但也發(fā)現(xiàn)了不少的問題。德國大多數光伏建筑都是由專業(yè)建筑師設計的，在外觀上，在建筑功能上，以及在透光性和與建筑和諧一致上的確設計得無可挑剔。但是這些建筑師也忽略了或者說不了解太陽電池的發(fā)電特性，如太陽電池的朝向、遮擋和溫升等問題，這些在我國以后的設計中應該引起重視。
6.1太陽電池安裝的朝向
太陽電池與建筑相結合有時不能自由選擇安裝的朝向，不同朝向的太陽電池發(fā)電量是不同的，不能按照常規(guī)方法進行發(fā)電量計算?？梢愿鶕D7對不同朝向太陽電池的發(fā)電量進行基本估計
不同朝向安裝的太陽電池的發(fā)電量：
假定向南傾斜緯度角安裝的太陽電池發(fā)電量為100；
其它朝向全年發(fā)電量均有不同程度的減少
6.2太陽電池的遮擋
太陽電池與建筑相結合，有時也不可避免地會受到遮擋。遮擋對于晶體硅太陽電池的發(fā)電量影響很大，對于非晶硅的影響會小得多。一塊晶體硅太陽電池組件被遮擋了1/10的面積，功率損失將達到50%；而非晶硅受到同樣的遮擋，功率損失只有10%。因此，如果太陽電池不可避免會被遮擋，應當盡量選用非晶硅太陽電池。
6.3太陽電池的溫升和通風
太陽電池與建筑相結合還應當注意太陽電池的通風設計，以避免太陽電池溫度過高造成發(fā)電效率降低（晶體硅太陽電池的結溫超過25℃時，每升高一度功率損失大約4‰）。太陽電池的溫升與安裝位置和通風情況有關，德國太陽能學會就此種情況專門進行了測試，表3給出不同安裝方式和不同通風條件下太陽電池的實測溫升情況。
7．BIPV的電氣連接方式
德國和荷蘭的光伏屋頂計劃大多數是安裝在居民建筑上的分散系統(tǒng)，功率一般為1KWp~50KWp不等。由于光伏發(fā)電補償電價不同于用戶的用電電價，所以采用雙表制，一塊表記錄太陽電池饋入電網的電量，另一塊表記錄用戶的用電量。
也有一些功率很大的系統(tǒng)，如德國慕尼黑展覽中心屋頂2MWp的BIPV系統(tǒng)和柏林火車站200KWp的系統(tǒng)。對于小系統(tǒng)，一般只用一臺并網逆變器，對于大系統(tǒng)，一般采用多臺逆變器。柏林火車站200KWp的BIPV系統(tǒng)分為12個太陽電池方陣，每個方陣由60塊300W的太陽電池組件構成，每個方陣連接一臺15KVA的逆變器，分別并網發(fā)電。慕尼黑2MWp的BIPV項目則不同，2MWp由2個1MWp的系統(tǒng)分一期、二期建成。每個1MWp的系統(tǒng)采用公共直流母線，3臺300KVA的逆變器按照主從方式工作，當光強較弱時只有一臺逆變器工作，陽光時三臺逆變器都工作，這樣就使逆變器工作在高負荷狀態(tài)，具有更高的轉換效率.
8．其它
除了BIPV項目，考察團還在荷蘭和德國考察了幾處包含BIPV的節(jié)能建筑。荷蘭的“零能耗”、“零排放”的“雙零”建筑更為典型，“零能耗”意味著建筑的用電、采暖、炊事、空調以及水循環(huán)系統(tǒng)等所有能源全部自給，“零排放”意味著沒有任何溫室氣體排放.
建筑物采用了光伏發(fā)電、太陽熱水系統(tǒng)、自然水循環(huán)和過濾系統(tǒng)、地源熱泵空調采暖系統(tǒng)以及節(jié)能建筑材料等多項新技術。光伏發(fā)電與多種節(jié)能和新能源等新技術的結合是未來的發(fā)展方向。
9．德國鼓勵BIPV的政策法規(guī)和10萬光伏屋頂計劃
法律條款對于光伏發(fā)電的發(fā)展將起到關鍵性的作用，德國10萬屋頂計劃是一個的例子。該項目自1999年開始實施，2003年結束，2000年德國頒布可再生能源法，2001年光伏發(fā)電在德國國內的安裝量達到2000年的230%。德國政府認為可再生能源法和10萬屋頂計劃已經取得了完全徹底的成功。德國可再生能源法和10萬屋頂計劃的主要內容和取得的成就介紹如下：
2000年頒布的可再生能源法關于光伏的主要內容包括，電網公司有義務收購可再生能源所發(fā)的電，并支付上網補償電價：在固定的時間范圍內，享受固定的上網電價（20 年）；新建光伏發(fā)電的上網電價每年遞減（PV: 5%/a）；2000年4月頒布實施；成本均攤—高于常規(guī)電價的部分在全國范圍的4個電力公司均攤；PV—最初的上網電價是50.6 Cent / kWh, 2003年下降到45.7 Cent / kWh ；
德國可再生能源法在2004年又進行了修訂，對于不同的建筑或安裝形式進行了區(qū)分。
與“可再生能源法”相配套的還有銀行貼息貸款的政策和自愿認購綠電的政策。
KfW（德國開發(fā)銀行） 對于安裝光伏系統(tǒng)的貸款支持:國家補貼的長期低息貸款；貸款期：10，12，15， 20甚至30 年，頭2，3年 或5 年不用償還；固定利率至少10年不變；允許與其它帶有補貼性質的項目相結合（但不能超過總的投資額度）。
德國還有其它有補貼性質的項目，僅以KfW的幾個項目為例。
KfW10萬屋頂計劃：PV與建筑相結合；貸款利率1.9 %；1999~2003 非常成功（可以完全償還）， 共完成345 MWp 65，000 套（大部分私人住宅）。
KfW CO2 減排項目： PV 安裝在居民住宅上；貸款利率 2.7% ~ 4.2% ；貸款允許100 % 投資額度。
KfW 環(huán)境保護項目：PV 安裝在非居民住宅（商業(yè)或工業(yè)建筑）；貸款利率4.4 %~ 4.9 %；貸款額度為投資額的75%，與其它環(huán)保或節(jié)能項目結合，也可以拿到100%的貸款額度。
所謂“購買綠電”政策是指由國民自愿購買綠色電力，綠色電力比常規(guī)電力（依地區(qū)不同大約每度電5~10歐分）多2~3歐分，電力公司將銷售綠電的收益用于購買高價綠色電力（每度電大約45.7~50.6歐分）。
德國10萬光伏屋頂計劃完全成功的表現(xiàn)：
1）不僅僅依賴于國家財政的促進機制；
2）綠電收入購買高價綠電；
3）10萬屋頂計劃得到順利實施；
4）光伏系統(tǒng)大量安裝，數量超過預期的300MWp（實際安裝345MWp）；
5）利用價格調整，促使光伏真正按照市場規(guī)律進行推廣；
6）銀行的貸款已經全部收回；
7）數以千計的可再生能源就業(yè)機會；
8）光伏系統(tǒng)價格從1999到2000年下降了8 %，而且在此后數年中持續(xù)下降；
9）類似的機制已經在其它國家開始執(zhí)行。
有了這樣的法律，安裝光伏發(fā)電的用戶可以通過銷售綠色電力獲得收益；銀行的貸款可以如數回收；光伏生產廠家通過銷售太陽電池賺錢；政府達到了推行清潔能源的目的；電力公司通過銷售綠電購買綠電，經濟上不虧損（取之于民用之于民），還完成了減排義務；政府通過媒體的廣泛宣傳，那些自愿購買綠色電力的人知道自己是為保護環(huán)境和能源的可持續(xù)發(fā)展在做貢獻。結果是所有的人都高興，盡管10萬屋頂計劃已經在2003年結束，但德國光伏屋頂的建設卻沒有因此而停頓，圖10是德國光伏屋頂建設的發(fā)展情況（包括對2004年的預測）：
10．結束語
在德國和荷蘭考察了14天，雖然只是看了一些皮毛，但是也不難得出下列結論：
1） 政策法規(guī)是綱，光伏建筑和可再生能源的發(fā)展是目，“綱舉目張”；
2） BIPV可以建造得具有很高的質量；
3） BIPV的能量回收期比單獨安裝要短，因為部分建筑材料被取代了；
4） BIPV應當從建筑設計就開始考慮；
5） 除了考慮BIPV的建筑特性，還要考慮發(fā)電量的影響因素：朝向、遮擋和太陽電池的通風；
6） 當前的光伏建筑構件的成本還太高，平均比普通太陽電池組件的價格高2.5倍，還有很大的降價空間；
7） BIPV的專業(yè)化很重要，大部分荷蘭和德國的BIPV項目是由建筑師設計的（今后要避免不顧及發(fā)電量的缺點）；荷蘭采用的光伏瓦是由建筑材料公司Lafarge生產的；德國的非晶硅玻璃幕墻是由世界第三大玻璃公司Schoot開發(fā)生產的；德國的BIPV項目的安裝工作是由電力公司下屬的電力安裝公司完成的，BIPV安裝導則也是由電力公司制定的；
8） BIPV還有很大的設計空間，有潛力比現(xiàn)在做的更好；
9）光伏與其它可再生能源結合的零能源和零排放建筑是今后的發(fā)展方向。