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科技与环保:世博插上“光之翼”

2010年05月10日17:53

  世博插上“光之翼”

  建筑物的门窗、外墙和屋顶成为无污染的“发电机”……这种当初只能在科幻小说中想象的故事,如今已在上海世博园中真正实现了。

  文 本刊记者 乔振祺

  1882年,英国人在上海英租界设立上海电光公司,它是中国最早的燃煤发电厂。由于当时这家发电厂就是专为电灯照明供电的,所以老上海人又把它称为电灯公司,从此,上海这个城市进入了用电时代。

  城市的生活离不开电,没有了电的城市,仿佛一个正常人突然失去了双腿,会立刻陷入瘫痪。而现实中,人类对高品质生活的不断追求显然与电力资源的持续供给、生态坏境的良性循环形成了矛盾的两端。当人类处在欲望与现实的纠结中时,更先进的科技就成为了解决问题的关键。近年来,发展低碳经济、加快新能源产业开发应用成为许多国家抢占国际竞争战略制高点的举措。

  将太阳能光伏组件与建筑材料合为一体,让建筑物的门窗、外墙和屋顶成为无污染的“发电机”。从这种途径获得的清洁电能不仅可供建筑本身使用,还可以输入城市电网,进入千家万户,让别人也用上你生产的“绿电”。这种当初只能在科幻小说中想象的故事,如今已在上海世博园中真正实现了。

  世博园中“绿色电站”

  为了阐释“科技世博”和“生态世博”的内涵,让全球的朋友更好地理解“城市,让生活更美好”的世博会主题,2010年上海世博会园区大规模应用太阳能光伏发电技术,总装机容量达到4.7兆瓦。其中,光伏建筑一体化(BIPV)技术的成功运用,使得中国馆和主题馆成为世博园区中的两座“绿色电站”,这是目前国内乃至亚洲最大的光伏建筑一体化并网发电系统,向世界展示了我国先进的太阳能应用技术和未来的生态建筑理念。

  “光伏建筑一体化技术的使用,将是2010年上海世博会的一大特色。”中国科学院院士褚君浩告诉本刊记者,“光伏建筑一体化建筑是光伏应用形式中最接近人类生活的一种,其效果的好坏将直接影响到人们对光伏产品的印象。所谓‘绿电’,就是一个无碳、没有污染的产生电的过程。”

  世博园区中国馆和主题馆太阳能光伏建筑一体化工程,总投资约1.8亿元人民币,总装机容量达3127千瓦。投入使用后,两座“绿色电站”年均发电量约284万度,相当于上海近3000户居民一年的用电总量,每年可节约标准煤约1000吨,还可年均减排二氧化碳约2500吨,相当于250辆奥迪汽车行驶300公里排出的二氧化碳。此外,还可减排二氧化硫84吨、氮氧化物42吨、烟尘762吨,真正无愧于“绿色”的称号。

  中国技术,中国制造

  建筑是数届世博会上的亮点,这就要求上海世博会上采用光伏建筑一体化技术的场馆做到美观大方、高效实用。此次,中国馆和主题馆中共安装各类光伏组件17866块(包括异型组件3728块),总安装面积达28800平方米。光伏建筑一体化工程由上海申能新能源投资有限公司投资建设,据该公司赵国靖介绍,根据场馆特点和光伏建筑一体化的设计要求,他们为两座场馆“量体裁衣”,设计了各具特色的太阳能组件安装方案。

  其中,中国馆采取了利用68米平台和60米观景平台铺设单晶太阳能组件的方案,总装机容量302千瓦。60米观景平台四周采用了特制的透光型“双玻组件”太阳能电池板,用这种“双玻组件”建成的玻璃幕墙,既具有传统幕墙的功能,又能够将阳光转换成清洁电力,还不会影响中国馆制高点的开阔视野。

  而主题馆作为亚洲最大的单体光伏建筑,则在屋面铺设了面积约26000平方米的多晶太阳能组件,面积巨大的太阳能电池板让主题馆的装机容量达到了2825千瓦。同时,专门设计的大菱形图案相间隔的铺设方法保证了屋面的美观,极大跨度却无一根柱子的宏伟格局则不能不令世人惊叹。

  建设过程中,工程技术团队采用针对不同光伏组件的安装构件和适应大面积屋面的快捷安装工艺,解决了在60米平台挑檐位置安装重达250公斤透光型特制组件的工程难题,而且将主题馆60000多平方米屋面内16250块光伏组件的水平安装误差控制在30毫米之内。在本次世博会光伏建筑一体化工程中,全部采用了国内的设备和产品,使用了多种新型太阳能光伏发电组件,比如大面积透光型光伏组件、防水型光伏组件等;同时,采用了多项新技术,例如在国内首次研制并使用的500千瓦大功率逆变器和高效组合技术等。这些组件和技术均为国内研制生产,部分设备和技术更是国内首次研制使用。

  世博力促光伏产业

  世博会是全世界先进理念、先进技术和先进产品的展示平台,在本届世博会上,许多国家的光伏建筑一体化展馆都将成为很好的技术案例。

  对于长年致力于光电领域研究的褚君浩教授来讲,世博会将是一次参观、学习、与国外同行交流的大好机会。“实际上,英国、法国、德国在场馆的设计建造中,都包含着光伏建筑一体化技术,各个国家和地区间可以相互学习。我们可以看到人家的太阳能电池、绿色建筑的例子,这肯定会推动我国光伏建筑一体化技术的进一步发展,从而促进整个光伏产业的升级。”

  褚君浩认为,世博会上展示光伏建筑一体化,也是对建筑理念和人们生活理念的一次革命。“光伏材料和建筑材料的结合,会使人们逐渐具有未来城市建设的生态建筑理念。”

  “未来生活中,光伏建筑一体化技术会不断成熟,制造成本将逐渐降低,在智能电网的调控下,人们自家光伏建筑生产的‘剩电’可以上网出售,那就真正实现了电力资源的‘按需分配,供需平衡’。”褚君浩说,“也许,未来的城市能够实现住宅高密度与舒适生活的完美融合。”

    来源:《世博周刊》

 

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责任编辑:潘达
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