BIPV vs. BAPV: Mga Komplementaryong Tungkulin sa Mga Gusaling Photovoltaic

Ang pagtatayo ng Photovoltaic (PV) ay maaaring nahahati sa dalawang uri batay sa antas ng pagsasama ng mga PV module: Building-attached PV (BAPV) at Building-integrated PV (BIPV) . Kahit na ang BIPV ay may ilang mga pakinabang sa mga tuntunin ng gastos at pagganap, ang pag-unlad nito ay nasa mga unang yugto pa rin. Ang BAPV, na maaaring direktang i-install sa mga kasalukuyang gusali, ay nananatiling pangunahing anyo. Kung ihahambing sa mga merkado sa ibang bansa, ang mga pag-install ng BIPV sa Japan, France, Italy, at United States ay umabot sa 3GW, 2.7GW, 2.5GW, at 0.6GW ayon sa pagkakabanggit, samantalang sa China, ito ay 0.7GW lamang noong 2020, na nagpapahiwatig ng malaking potensyal para sa pagtaas ng pagpasok ng BIPV sa hinaharap . Higit pa rito, mula sa pananaw ng modelo ng negosyo, ang BAPV ay nagpapanatili ng higit pang mga katangian ng mga produkto ng PV, na may mga proyekto na pangunahing pinamumunuan ng mga kumpanya ng pagmamanupaktura ng PV. Sa kabilang banda, ang BIPV ay malapit na nakaugnay sa pangkalahatang proseso ng konstruksiyon, higit na umaasa sa mga kakayahan ng EPC ng mga kumpanya ng konstruksiyon, sa gayon ay nagdadala ng mga bagong pagkakataon sa paglago sa sektor ng konstruksiyon. Sa pangkalahatan, ang BAPV at BIPV ay umaakma sa mga kalakasan at kahinaan ng isa't isa, na nag-aalok ng malaking pagkakataon sa paglago para sa parehong mga PV manufacturer at construction firm sa industriya ng PV construction.

Paghahambing ng Mga Paraan ng Pag-install: Building-Attached Photovoltaic (BAPV) kumpara sa Building-Integrated Photovoltaic (BIPV)

Ang mga application na photovoltaic (PV) sa mga gusali ay kumakatawan sa isang bagong hangganan para sa pagbuo ng solar energy. Isinasama ng teknolohiyang ito ang mga PV system sa mga panlabas na istruktura ng mga gusali, pinahuhusay ang kahusayan sa enerhiya at binabawasan ang pagkonsumo, ginagawa itong isang mahalagang bahagi sa pagkamit ng mga mababang-enerhiya na passive na gusali. 

Batay sa antas ng pagsasama, ang pagbuo ng mga PV system ay maaaring ikategorya sa dalawang uri:

① Building-Attached Photovoltaic (BAPV): Ito ay tumutukoy sa mga PV system na naka-install sa mga kasalukuyang gusali, na gumagamit ng mga idle space para sa pagbuo ng enerhiya. Ang BAPV ay karaniwang ginagamit sa pagsasaayos ng mga kasalukuyang istruktura.

② Building-Integrated Photovoltaic (BIPV): Kabilang dito ang mga PV system na sabay na idinisenyo, itinayo, at inilagay sa mismong gusali, na walang putol na pinagsama sa istraktura ng gusali. Ang mga sistema ng BIPV ay hindi lamang gumagawa ng kuryente ngunit nag-aambag din sa aesthetic na hitsura ng gusali.

Paghahambing ng Mga Paraan ng Konstruksyon:

① BAPV: Karaniwan, ang mga sistema ng BAPV ay gumagamit ng mga espesyal na bracket para i-secure ang mga PV module sa kasalukuyang istraktura ng gusali. Pangunahing nagsisilbi ang mga system na ito sa paggana ng pagbuo ng enerhiya nang hindi naaapektuhan ang orihinal na functionality ng gusali, at ang mga ito ay itinuturing na 'installation-type' na mga solar PV na gusali.

② BIPV: Ang mga sistema ng BIPV ay nagsasangkot ng isang beses na diskarte sa pagtatayo at pamumuhunan, kung saan ang mga istruktura ng suporta sa PV system, PV module, at iba pang mga de-koryenteng bahagi ay direktang naka-install sa yugto ng pagtatayo ng gusali. Ang mga sistema ng BIPV ay hindi lamang gumagawa ng kuryente ngunit pinapalitan din ang mga kumbensyonal na materyales sa gusali, na nagsisilbing parehong bahagi ng istruktura at tumutupad sa mga kinakailangan sa paggana ng gusali.

Mga Komplementaryong Kalamangan at Kahinaan ng BAPV at BIPV, na may BIPV na Nag-aalok ng Mas Malaking Pang-ekonomiyang Benepisyo

Building-Attached Photovoltaic (BAPV) at Building-Integrated Photovoltaic (BIPV) system ay may mga pantulong na lakas at kahinaan. Ang BIPV sa pangkalahatan ay mas matipid. Ayon sa mga kalkulasyon para sa isang istraktura ng bakal na pabrika ng bubong na proyekto ng Polaris Solar PV Network , gamit ang isang Ang sistema ng bubong ng BIPV ay maaaring makatipid ng humigit-kumulang 164 RMB bawat metro kuwadrado sa mga gastos sa materyal. Bukod pa rito, Ang mga sistema ng BIPV ay may disenyong habang-buhay na higit sa 50 taon, na nagbibigay ng makabuluhang komprehensibong bentahe sa ekonomiya. Ang isang tiyak na paghahambing ay ang mga sumusunod:

1) Pagbuo ng Aesthetics

·BIPV: Bilang isang pinagsama-samang photovoltaic system, ang BIPV ay isinama sa pangkalahatang disenyo ng arkitektura, na nagreresulta sa isang mas magkakaugnay at aesthetically kasiya-siyang hitsura ng gusali.

·BAPV: Bilang isang na-retrofit na sistema, ang BAPV ay idinagdag pagkatapos ng konstruksyon, na humahantong sa isang hindi gaanong magkakaugnay na hitsura.

2) Pag-load ng Bubong

·BIPV: Ang bubong sa mga konstruksyon ng BIPV ay isang tapat na istrakturang nagdadala ng pagkarga, na may malinaw na pamamahagi ng puwersa, na tinitiyak ang mataas na kaligtasan.

·BAPV: Dahil sa likas na na-retrofit nito, ang bubong sa mga sistema ng BAPV ay nakakaranas ng mas kumplikadong mga kondisyon sa paglo-load, na, sa ilalim ng pangmatagalang pagkarga ng hangin at pagpapapangit, ay maaaring magdulot ng mga epekto sa pagkapagod na maaaring makompromiso ang kaligtasan ng istruktura.

3) Waterproofing

·BIPV: Gumagamit ng hydrophobic glass panel na sinamahan ng mga pangunahing channel ng tubig, waterproof seal, at iba pang elemento upang bumuo ng komprehensibong sistema ng drainage sa bubong. Ang mga modular na kumbinasyon ng istraktura ng bubong, flashing, at skylight band ay maaaring makamit ang mahusay na pagganap ng waterproofing.

·BAPV: Hindi likas na nagbibigay ng waterproofing; umaasa ito sa umiiral na bubong upang magkaroon ng sapat na kakayahan sa waterproofing.

4) Kahirapan sa Konstruksyon

·BIPV: Bilang isang kritikal na bahagi ng istruktura, dapat matugunan ng BIPV ang matataas na pamantayan para sa waterproofing, insulation, at iba pang pamantayan sa pagganap ng arkitektura, na ginagawang mas mahirap ang pag-install.

·BAPV: Kinasasangkutan lamang ng pagdaragdag ng mga bahagi ng PV sa isang umiiral nang bubong, na ginagawang medyo diretso ang pag-install.

5) Operasyon at Pagpapanatili

·BIPV: Ang mga bubong ay idinisenyo gamit ang mga modular na PV panel, ngunit ang pagpapanatili ay nangangailangan ng pagtiyak na ang mga pag-andar ng bubong ay mananatiling buo, na nagpapataas sa pagiging kumplikado ng mga operasyon at pagpapanatili.

·BAPV: Ang pagpapanatili ay maaaring isagawa nang direkta sa bubong na may medyo madaling disassembly at reassembly, na ginagawang mas mahirap ang mga operasyon at pagpapanatili.

BIPV vs. BAPV: Comprehensive cost comparison

Paghahambing ltem	Sistema ng BIPV	Sistema ng BAPV
Mga Panel ng Bubong ng Aluminum-magnesium-manganese	/	Kabilang ang vertical lock-edge aluminum-magnesium-manganese roof panels at aluminum alloy T-type support, humigit-kumulang ￥200/㎡
Mga Accessory ng Bracket ng System	Kasama ang pagsuporta sa light pot camphor strips, aluminum alloy strips, rubber sealing strips, fixings, atbp. humigit-kumulang ￥0.6/W*120W/㎡=￥72	Kabilang ang mga clamp, guide rails, fixings, atbp. tungkol sa ￥0.3 /W*120W/㎡ = ￥36
Photovoltaic Power Generation Module unit Board	Kasama ang mga photovoltaic panel at Ming alloy frame, mga 120W/㎡'* ￥ 2.8 /W= ￥336	Kabilang ang mga photovoltaic panel at Ming alloy frame, mga 120W/㎡* ￥ ​​2.8 /W = ￥336
Komprehensibong Gastos (presyo ng materyal)	System bracket accessory + photovoltaic power generation component unit board =￥408 /㎡	Mga panel ng bubong ng aluminyo-magnesium-manganese + Mga accessory ng bracket ng system + board ng bahagi ng photovoltaic power generation = ￥572 /㎡
Gastos ng Unit (yuan/square meter)	408	572
Konklusyon	Ang paggamit ng photovoltaic building integrated roof system ay makakatipid ng mga materyales ￥160 /㎡

Data ng  Polaris Solar PV Network

BIPV kumpara sa BAPV

Paghahambing ltem	Sistema ng BIPV	Sistema ng BAPV
Ang hitsura ng gusali	Isinama sa pangkalahatang disenyo ng gusali, nang hindi nawawala ang kagandahan	Late na pag-install, mahinang integridad
Buhay ng Disenyo	Ang haba ng buhay ay maaaring umabot ng higit sa 50 taon	20-25 taon
Stress sa Bubong	Ang bubong ay isang simpleng bubong na may malinaw na structural stress at mataas na structural safety	Ang kumplikadong stress, pangmatagalang pagkarga ng hangin at pagpapapangit ay maaaring magdulot ng mga epekto sa pagkapagod, na nakakaapekto sa kaligtasan ng istruktura
Hindi tinatablan ng tubig	Ang bubong drainage svstem ay nabuo sa pamamagitan ng hydrophobic glass panel, pangunahing mga tangke ng tubig. hindi tinatagusan ng tubig seal, atbp. Ang istraktura ng bubong, flashing edging, light strips, atbp. ay modular na binubuo upang maiwasan ang mga panganib sa pagtagas	Hindi na kailangang magbigay ng kakayahang hindi tinatablan ng tubig, tanging ang umiiral na bubong ay kailangang magkaroon ng kakayahang hindi tinatablan ng tubig
Kahirapan sa Konstruksyon	Katumpakan ng pag-install ng Hiah, nagsasagawa ng waterproofing sa bubong, insulation ng init at iba pang mga function, at may malaking kahirapan sa pagtatayo	Konstruksyon sa dalawang yugto, mababang kahirapan sa pag-install ng bahagi
Operasyon at Pagpapanatili	Ang bubong ay modularly desianed at naka-install na may isang module ng baterya bilang isang yunit. Habang nag-iinspeksyon at nag-aayos, kailangan ding isaalang-alang kung kumpleto ang pag-andar ng bubong, at mahirap ang operasyon at pagpapanatili	Maaaring direktang suriin at ayusin sa bubong, ang disassembly at pagpupulong ay medyo maginhawa, at ang operasyon at pagpapanatili ay madali

Data ng Polaris Solar PV Network

Teknikal na Sistema: Crystalline Silicon at Thin-Film bilang Pangunahing Materyal na Bahagi

Ang mga photovoltaic (PV) na cell ay ang mga pangunahing bahagi ng PV power generation system. Pangunahing nakategorya ang mga ito sa crystalline silicon solar cells at thin-film solar cells batay sa mga materyales na ginamit. Ang mga kristal na silikon na selula ay nangingibabaw sa bahagi ng merkado, habang ang mga thin-film na mga cell ay inaasahang makakakita ng tumaas na pagtagos dahil sa paglaki ng mga aplikasyon ng photovoltaic na gusali.

1) Crystalline Silicon Cells:

Ang mga crystalline na silicon solar cell ay nabuo sa loob ng ilang dekada, na humahantong sa isang mature na teknolohikal na sistema na may patuloy na pagpapabuti ng photoelectric conversion na kahusayan. Mabilis ding lumawak ang industriya, na makabuluhang pinababa ang mga marginal na gastos sa pagmamanupaktura. Sa kasalukuyang industriya ng PV, ang mga mala-kristal na silikon na selula ay may hawak ng higit sa 95% ng bahagi ng merkado dahil sa mga pakinabang sa gastos sa ekonomiya na dala ng mga ekonomiya ng sukat at ang kanilang mataas na kahusayan sa conversion. Kabilang sa mga ito, ang mga monocrystalline na silicon na mga cell ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na photoelectric conversion na kahusayan at mataas na mga gastos sa pagmamanupaktura, habang ang polycrystalline silicon cells ay may bahagyang mas mababang kahusayan sa conversion ngunit mura ang paggawa at hindi dumaranas ng makabuluhang pagkasira ng kahusayan. Bago ang 2017, ang mga polycrystalline cell ay mayroong market share na kasing taas ng 73%. Mula noong 2017, ang pagpapakilala ng mga bagong teknolohiya ng produksyon ay makabuluhang nabawasan ang mga gastos sa produksyon ng monocrystalline silicon, at ang tumaas na pagtagos ng PERC na teknolohiya ay lubos na nagpabuti sa conversion efficiency ng monocrystalline silicon, na ngayon ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang 90% ng crystalline silicon cell market.

2) Mga Cell ng Manipis na Pelikula:

Ang mga manipis na film na cell ay hindi pa nakakamit ng isang malaking sukat ng merkado dahil sa kanilang medyo mas mababang kahusayan sa conversion ng photoelectric. Gayunpaman, nagpapakita sila ng malakas na pagganap sa mababang ilaw, na ginagawang mas epektibo ang mga ito kaysa sa mga crystalline na silicon na module sa ilang mga proyektong BAPV/BIPV na hindi nakaharap sa timog. Bukod pa rito, dahil ang mga cell ng manipis na pelikula ay may mas mahusay na koepisyent ng temperatura, maaari nilang mapanatili ang pagganap sa matinding mga kondisyon ng mataas na temperatura, na epektibong mapunan ang mga pagkukulang ng mala-kristal na silikon. Ang mga kristal na silicon na selula ay pangunahing magagamit sa malalim na asul at mapusyaw na asul na mga kulay, na medyo monotonous at hindi matugunan ang magkakaibang mga pangangailangan ng kulay ng mga photovoltaic na gusali. Sa kaibahan, ang mga thin-film cell ay nag-aalok ng kalamangan ng adjustable na kulay, na may kasalukuyang mga produkto sa merkado na sumasaklaw sa halos lahat ng karaniwang mga scheme ng kulay. Higit pa rito, ang mga cell ng manipis na pelikula ay medyo magaan, na binabawasan ang kahirapan sa pagtatayo at ang mga gastos sa pagmamanupaktura ng mga istruktura ng suporta kapag gumagamit ng mga module ng thin-film na PV.

Paghahambing ng crystalline silicon at thin-film cells sa larangan ng pagbuo ng photovoltaics

	Crystalline na silikon na mga Solar Cell	Thin-Film Solar Cells
Power bawat Unit Area	Ang isang mala-kristal na silicon photovoltaic power station na may bubong na 1,000 metro kuwadrado ay may kapasidad na humigit-kumulang 100 kW.	Ang isang thin-film photovoltaic power station na may bubong na 1,000 square meters ay may kapasidad na humigit-kumulang 70 kW.
Mababang Pagganap	Ang mala-kristal na silikon na mga solar cell ay may medyo mahinang pagganap sa mababang ilaw. Halimbawa, sa isang southern Chinese city, ang crystalline silicon PV modules na naka-install na nakaharap nang direkta sa timog ay nakakamit lamang ng 59% ng kanilang maximum na kahusayan sa ilalim ng suboptimal na mga kondisyon ng liwanag.	Ang thin-film solar cells ay may malakas na pagganap sa mababang liwanag at hindi gaanong sensitibo sa mga anggulo ng pag-install. Gumagawa sila ng kuryente sa mas mahabang panahon sa mga kondisyong mababa ang liwanag kumpara sa mga crystalline na silicon na mga cell, na ginagawang mas angkop ang mga ito para sa mga hindi nakaharap sa timog na mga instalasyon, mga pader ng kurtina, at mga proyekto ng BlPV sa maulap o malamig na mga rehiyon.
Temperatura Coefficient	Ang koepisyent ng temperatura ay medyo mataas. Kapag ang operating temperature ay lumampas sa 25°c, ang maximum na power output ay bumababa ng 0.40-0.45% para sa bawat 1°c na pagtaas.	Ang koepisyent ng temperatura ay medyo mababa, Kapag ang operating temperatura ay lumampas sa 25 ℃, ang maximum na power output ay bumababa lamang ng 0.19-0.21% para sa bawat 1°C na pagtaas.
Pagkakaiba-iba ng Kulay	Ang mga pagpipilian sa kulay ay pangunahin sa mga kulay ng asul, tulad ng malalim na asul at mapusyaw na asul.	Ang mga module ng manipis na pelikula ay maaaring gawin sa iba't ibang kulay kung kinakailangan.
Timbang ng Module	Ang mga module ay medyo mabigat.	Ang mga ito ay medyo magaan, binabawasan ang kahirapan sa pagtatayo ng bubong at mga gastos. Bukod pa rito, kapag ginamit sa mga application sa curtain wall, ang mga thin-film na Py module ay nangangailangan ng mas kaunting suporta sa istruktura at nagkakaroon ng mas mababang gastos kumpara sa mga crystalline na silicon na module.

Pinagmulan ng 2021 Crystalline silicon, thin-film at perovskite BIPV technology at market forum

Sa pangkalahatan, ang mala-kristal na silikon at manipis na pelikula na mga teknolohikal na sistema ay gumaganap ng mga pantulong na tungkulin sa larangan ng mga photovoltaic na gusali. Ang teknolohiya ng manipis na pelikula ay may natatanging kalamangan sa mga partikular na proyekto ng photovoltaic na gusali, tulad ng mga bubong na hindi nakaharap sa timog, mga pader ng kurtina at mga customized na sitwasyon. Ayon sa isang pag-aaral noong 2018 ng Fraunhofer Institute para sa Solar Energy Systems sa Germany sa mga proyekto sa European BIPV , humigit-kumulang 90% ng mga proyekto sa roof BIPV ang gumagamit ng crystalline silicon na teknolohiya, habang humigit-kumulang 56% ng mga façade BIPV na proyekto ang gumagamit ng thin-film na teknolohiya.

Pag-uuri at katangian ng mga pangunahing teknikal na sistema ng mga photovoltaic cell

Sistemang Teknolohikal	Mga Tukoy na Materyales	Photoelectric Conversion Efficiency	Advantage	Disadvantage
Mga Crystalline Silicon Solar Cell	Monocrystalline na silikon	16% - 18%	Mahabang habang-buhay (karaniwan ay hanggang 20-30 taon), mataas na photoelectric conversion na kahusayan	Mataas na gastos sa produksyon, mahabang oras ng produksyon, mahinang pagganap sa mababang ilaw
	Polycrystalline na silikon	14% - 16%	Mataas na katatagan ng liwanag, mababang gastos, simpleng produksyon, at walang halatang pagbaba ng kahusayan	Mahina ang pagganap ng pagbuo ng kuryente sa mababang ilaw
Thin-Film Solar Cells	Amorphous na silikon	6% - 9%	Mature na teknolohiya, mababang manufacturing threshold	Limitadong kahusayan sa conversion ng photoelectric
	Copper indium gallium selenide (ClGS)	11%	Mababang gastos sa produksyon, mababang polusyon, walang pagtanggi, mahusay na pagganap sa mababang ilaw, mataas na kahusayan sa conversion ng photoelectric	Ang teknolohiya ay lubos na sensitibo sa mga elemental na ratio, at ang istraktura ay kumplikado, na nangangailangan ng lubos na mahigpit na pagproseso at paghahanda kundisyon
	Cadmium telluride (CdTe)	9% - 12%	Mababang gastos sa pagmamanupaktura, mataas na kahusayan ng conversion, mababang temperatura na koepisyent (mahusay na pagganap sa mababang temperatura), magandang epekto sa mababang liwanag	Ang kakulangan ng mga hilaw na materyales at ang toxicity ng cadmium ay nangangailangan ng isang malakihang sistema ng pag-recycle, na nagpapahirap sa malakihang aplikasyon.

Pinagmulan ng Pananaliksik sa aplikasyon ng solar photovoltaics sa mga gusali, Pangkalahatang-ideya ng pag-unlad ng tansong indium gallium selenide thin-film solar cell industry

Ang BAPV (Building-Attached Photovoltaic) ay kasalukuyang pangunahing anyo ng pagbuo ng photovoltaics.

Mula sa kasalukuyang tanawin ng industriya, ang BAPV ay nananatiling nangingibabaw na anyo ng mga photovoltaics na pinagsama-sama ng gusali. Pangunahin ito dahil limitado ang pagtatayo ng mga bagong gusali bawat taon, at ang mga pamantayan para sa BIPV ay hindi pa ganap na naitatag. Kahit na agad na i-adopt ang BIPV, aabutin pa rin ng 3-5 taon hanggang sa maabot ng mga gusali ang capping stage bago magamit ang BIPV. Sa kabaligtaran, ang pag-retrofitting ng mga umiiral nang rooftop ay medyo madali, at ang kasaganaan ng mga kasalukuyang mapagkukunan ng rooftop ay ginagawang mas angkop para sa mabilis na pag-unlad ng mga distributed photovoltaics sa yugtong ito.

Kumpara sa Mature Overseas Markets, Ang BIPV ay May Malaking Potensyal para sa Mas Mataas na Pagpasok sa Hinaharap.

Sa mga mauunlad na bansa, nagsimula nang mas maaga ang building-integrated photovoltaics (BIPV), kung saan maraming bansa ang nagpapatupad ng iba't ibang mga patakaran sa insentibo at mga plano sa pag-unlad noong huling bahagi ng ika-20 siglo. Halimbawa, lahat ng Germany, Italy, Japan, at United States ay nagtatag ng 'Solar PV Roof Programs,' na nagtatakda ng malinaw na mga target para sa pagbuo ng mga kapasidad sa pag-install ng PV sa mga darating na taon. Noong 2018, ayon sa ulat ng organisasyong BIPVBOOST, ang Japan ang may pinakamataas na pinagsama-samang pag-install ng BIPV sa buong mundo, na may kapasidad na 3 GW, na sinusundan ng France (2.7 GW), Italy (2.5 GW), at United States (0.6 GW). Sa kabaligtaran, ang pinagsama-samang pag-install ng BIPV ng China ay 0.1 GW lamang (humigit-kumulang 0.7 GW sa 2020).

Kapag ikinukumpara ang mga makasaysayang kapasidad sa pag-install ng mga binuong rehiyon, ang kasalukuyang kabuuang pag-install ng BIPV ng China ay katumbas ng mga antas na naabot ng Japan at Europe mga 5 hanggang 10 taon na ang nakakaraan. Isinasaad ng trajectory na ito na ang merkado sa China ay malayo sa pagiging mature, at may malaking puwang para sa paglago ng BIPV sa hinaharap.