城市光伏建筑产业化发展研究

李辰琦1,2,曹也2,3,李想 2,凌文2,4(1.沈阳建筑大学建筑与规划学院;2.沈阳建筑大学院士工作站;3.沈阳建筑大学工程训练与创新创业学院;4. 中国工程院)
摘要:光伏建筑通过建筑表皮发电可降低建筑运行阶段碳排放30%以上,我国城市光伏建筑产业具有极大的发展空间,在“双碳”目标、城市更新需求的驱动下,城市光伏建筑产业化发展对能源转型、建筑领域减碳意义重大。本文在剖析光伏建筑技术原理、辨识光伏建筑发展价值的基础上,从产业规模和格局、产业政策与标准等方面梳理了城市光伏建筑产业化发展现状,研判了政策系统性不足、技术集成存在瓶颈、市场机制不完善、基础设施薄弱等现实挑战。总结了城市光伏建筑产业化发展的关键环节,包括构建适合城市更新的光伏建筑模式、建立光伏建筑与城市规划的协同融合体系、打造城市级光伏能源数字协同平台、推进城市新型电力基础设施升级改造;以完成建设并投入运营的城市光伏建筑示范项目为案例,实证分析了城市光伏建筑模式的技术与经济可行性。后续可在加强顶层设计、强化政策协同,突破系统集成技术、提升集群化效能,完善市场生态体系、形成多元支撑,推进与城市更新结合的示范工程等方面采取切实行动,高质量推进城市光伏建筑产业化发展。
关键词:光伏建筑;城市更新;系统集成技术;数字底座;电力基础设施

目录介绍

一、前言

二、光伏建筑技术原理与发展价值

(一)光伏建筑技术原理

(二)光伏建筑发展价值

1. 实现建筑领域“双碳”目标的必由之路

2. 化解光伏产能过剩、培育新质生产力的重要途径

3. 促进提升城市竞争力

4. 保障能源安全的新支撑

三、城市光伏建筑产业化发展现状与面临的挑战

(一)城市光伏建筑产业化发展现状

1. 产业规模

2. 产业格局

3. 产业政策与标准

(二)城市光伏建筑产业化发展面临的挑战

1. 政策系统性不足制约落地推广

2. 系统集成技术难以满足规模化推广需求

3. 现有市场生态难以保障发电收益

4. 基础设施薄弱难以支撑规模化负荷

四、城市光伏建筑产业化发展的关键环节

(一)构建适合城市更新的光伏建筑模式

1. 构建全流程标准化设计与装配式建造体系

2. 研发轻量化既有建筑光伏改造技术体系

3. 建设光伏建筑装配式部品库及建筑信息模型一体化接口

(二)建立光伏建筑与城市规划的协同融合体系

1. 总体规划阶段的顶层设计赋能

2. 控制性详细规划阶段的精准落地

3. 规划实施阶段的全流程联动管控

(三)打造城市级光伏能源数字协同平台

1. “云 ‒ 边 ‒ 端”三级协同架构

2. “源 ‒ 荷 ‒ 网 ‒ 碳”四维数字底座

(四)推进城市新型电力基础设施升级改造

1. 城市配电网柔性化升级

2. 储能与充电设施协同建设

3. 老旧电力设施迭代更新

4. “源荷储”一体化聚合网络构建

五、城市光伏建筑示范项目分析

(一)项目概况

(二)技术应用

1. 艺术化的彩色光伏建筑材料技术

2. 安全化的光伏建筑构造技术

3. 高效化的光伏建筑数字化设计技术

(三)效益分析

六、城市光伏建筑产业化发展建议

(一)加强顶层设计,强化政策协同

(二)突破系统集成技术,提升集群化效能

(三)完善市场生态体系,形成多元支撑

(四)推进与城市更新结合的示范工程

 

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