中国国际太阳能十项全能竞赛 是一项被誉为太阳能届的“世博会”和绿色建筑的“奥运会” 的全球大学生权威“绿色”竞赛，大赛致力于探索可再生能源与建筑设计相结合的更多可能性。
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近日，CCTV-1 《 山水间的家 》 走进2022中国国际太阳能十项全能竞赛场地， 究竟是什么样的参赛作品不仅让嘉宾们赞不绝口，更让主持人尼格买提当场发出惊叹。
今年八月在 张家口市张北县 举办的第三届中国国际太阳能十项全能竞赛中，十五座造型各异的零耗能建筑，吸引了海内外观众的视线。
本次大赛的举办地张家口曾是北方游牧民族与华北农耕家庭的分界地带，而张北县作为张家口*********可再生能源示范区的核心区，可再生能源总装机规模突破800万千瓦，居全省第一、全国前列。
“草原方舟”是清华大学的同学们为游牧民族在中原大陆设计的创新住所，使用了仿铝光伏发电建材覆盖了整个屋顶， 实现对传统建材的全替代。仿铝材光电建材不仅可以稳定输送绿色电能，还与“草原方舟”的建筑外观保持一致，实现了光伏发电、建材属性及装饰效果为一体的功能和需求。 由于铝合金具有 密度小、质量轻、耐腐蚀、不易变形 等特点，一直被广泛应用于搭建在室外需要经历风吹雨打的光伏组件中，铝材组件对光伏板起到保护支撑的作用。
R-CELLS 天津大学、奥斯陆建筑与设计学院、天津城建大学作品
天津大学等联合设计的冠军作品充分利用屋顶构造，在不对称 V 型屋顶两侧分别安装 光伏发电建材和彩色透光发电玻璃。光伏总装机量约35千瓦，年发电量是预测耗电量的4倍，配备蓄电池组，实现 “光储一体化” ，在满足日常生活所需电量之外，多余电量还可以传输至电网，实现建筑零能耗的同时成为“产销者”，降低用户用电成本，具有较高的经济效益。
Team BJTU+ 哈尔滨工业大学作品
在本次参赛作品中，除了获得冠军的R-CELLS，哈尔滨工业大学的Team BJTU+也采用了蓄电池组设计，保证建筑在无光照条件下电力运行至少48小时。并网运行，可以在电力不足的时候作为补充，电力充沛时将多余电量上传电网，实现能源的高效利用。
光伏建筑一体化应用场景的丰富性在栖居3.0中展现的淋漓尽致，你可以看见光伏顶、光伏遮阳板以及光伏栏杆与建筑完美融合。光伏顶使用160块标准光电建材产品，光伏遮阳板、光伏栏杆则使用了26块20%透光度，不同尺寸、不同厚度的光电玻璃建材。光伏遮阳板和光伏栏杆的应用，不仅造型美观，实用性强，还丰富了光电建筑未来的应用场景。 光伏发电板的安装对于环境并没有太高要求，所以可以在建筑的多个部位进行安装，例如遮阳板、遮雨棚、凉亭等，在这些区域安装太阳能发电板，不仅不会对设施原有的功能产生影响，还会减缓这些设施因常年日晒而导致的风裂老化，有效进行光伏发电，提高建筑对能源的利用效率。
今年3月，《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》 明确，到2025年，全国新增建筑太阳能光伏装机容量0.5亿千瓦以上，城镇建筑可再生能源替代率达到8%，建筑能耗中电力消费比例超过55%。从4月1日起，《建筑节能与可再生能源利用通用规范》 已强制实施，其中明确要求新建建筑应安装太阳能系统。 一系列政策的出台实施，无不指向光伏建筑市场的绿色转型问题，光伏逐渐成为新建建筑的“刚需”配备。 BIPV作为光伏式分布发电的一种，将光伏产品节能降本的优势与建筑材料相融合，打造符合“双碳”目标的新型建筑场景，与传统的BAPV系统相比更加注重与实际应用相结合，将后期附加设施安装所产生的负载与连接问题转变为对前期光伏产品性能和设计要求的精细化考核。 目前，光伏与建筑行业仍存在一定隔阂，当前光伏产品大多是针对地面光伏电站的要求设计，光伏企业在建筑建材性能方面经验不足，考虑不全面。而建筑行业对飞速发展的光伏行业缺乏足够了解，双方难以彻底打破行业壁垒。对此，光伏从业人员曾在采访中表示：“BIPV之所以在过去二十多年里没有发展起来，背后主要有两个最大的问题。一个就是成本高的问题，另一个就是光电转换效率低的问题。” 在技术上，第一代的BIPV大部分采用薄膜技术，转换效率比晶硅技术低2~3%，基本停留在15%左右，水平较低，效率不足；而现在使用的第二代BIPV产品，采用N型晶硅技术，光电转换效率提升的同时，度电成本降低。市面上现有的N型BIPV的平均转换效率可以达到22%左右，远高于传统P型组件。 目前受政策助力，光伏产业蓬勃发展，组件产量持续增长， 2021年中国光伏组件产量为182GW，同比增长46.1%，2020 年中国光伏组件产量为 124.6GW，同比增长26.4%。 今年3月，青海湖特色光伏建筑示范项目开工，其建筑面积约6100平米，获国家能源集团援青资金支持4444万元，是有史以来资金规模最大的央企援青单体项目。4月，福建建设新型电力系统——码头风雨廊BIPV光伏项目顺利建成完工。9月，海南省首个“BRE净零碳”、“零能耗”BIPV建筑认证项目——淇水湾旅游度假综合体正式投用，它标志着海南省在“双碳”领域开发技术研究取得了重大突破。 虽然BIPV概念已经提出多年，但直到近几年才真正迎来爆发期。光伏产业近十年来技术不断进步，成本持续下降，为光电建筑应用打下基础，建筑光伏一体化为建筑产能提供了最优解，在未来很长一段时间将成为建筑实现碳达峰、碳中和的重要途径。
R-CELLS 天津大学、奥斯陆建筑与设计学院、天津城建大学作品
Team BJTU+ 哈尔滨工业大学作品
