千万IP创科普 科技人才话强国丨光伏发电点亮城市未来

光伏发电作为一种可再生能源技术，其核心在于通过光生伏特效应将太阳能直接转换为电能，为人类社会提供了绿色的、清洁的、可持续的能源解决方案。光伏发电不仅有助于减少对化石燃料的依赖，还能显著降低温室气体排放，对抗气候变化。光伏发电因具有分布式发电的特点，能够灵活应用于城市建筑、市政工程、公共设施等各种场景，为城市能源供应提供了更多元化、更绿色环保的选择。

近年来，我国不断推进光伏领域技术发展。光伏系统的智能化、自动化水平也在不断提升，通过云计算、大数据、物联网等技术的融合应用，实现了对光伏电站的远程监控、智能运维和故障预警，大大提高了发电效率和运维效率。此外，光伏组件的轻量化、柔性化设计也为其在城市建筑中的广泛应用提供了可能。

城市建造和改造是推动城市绿色低碳发展的重要契机。通过引入绿色建筑、清洁能源等新技术、新理念，可以显著降低城市能耗和碳排放，提升城市生态环境质量，为居民创造更加宜居的生活环境。2024年3月，国家发展改革委、住房城乡建设部印发《加快推动建筑领域节能降碳工作方案》。方案明确表明，到2025年，建筑领域节能降碳制度体系更加健全，城镇新建建筑全面执行绿色建筑标准，新建超低能耗、近零能耗建筑面积比2023年增长0.2亿平方米以上，完成既有建筑节能改造面积比2023年增长2亿平方米以上。对此，两部门提出12项重点任务包括“试点推动工业厂房、公共建筑、居住建筑等新建建筑光伏一体化建设”和“加强既有建筑加装光伏系统管理。”

在城市建造工程中，分布式光伏发电站和建筑光伏一体化建设（BIPV）的应用日益广泛。它们不仅能为城市建筑提供清洁的电力供应，还能通过“自发自用、余电上网”的模式，实现经济效益和环保效益的双赢。BIPV项目运用于城市建筑的屋顶、墙面等位置，利用太阳能进行发电以满足建筑自身用电需求。BIPV项目技术与智能微电网技术相结合，形成独立的能源供应系统，在电网故障或停电时，光伏发电站为建筑提供应急电力保障，提高城市的供电可靠性和韧性。

雄安新区作为推动京津冀协同发展的关键区域，其城市更新改造工程备受瞩目。雄安站作为雄安新区开工建设的第一个重大基础设施项目，是一座“会发电”的火车站。其站顶共铺设了4.2万平方米的多晶硅光伏组件，总装机容量达到5.97兆瓦。自2020年12月正式并网发电以来，已累计发电超过1500万千瓦时，年均发电量达到580万千瓦时。

该项目不仅为雄安高铁站提供了清洁的电力供应，还通过“光储充”的模式实现了经济效益的最大化。同时，光伏发电项目还产生了显著的环保效益，年节约标准煤1800吨，减排二氧化碳4500吨。为了将光伏发电形成的环境权益量化并变现，国网雄安综合能源公司还联合国内团队编制了《雄安新区分布式光伏项目降碳产品方法学》，填补了河北省分布式光伏项目降碳产品方法学的空白。

随着全球对环境保护和可持续发展的重视日益增强，分布式光伏发电站作为绿色清洁能源的代表将在城市建造和更新改造中发挥越来越重要的作用。通过不断的技术创新和应用实践，光伏发电站将为城市提供更加绿色、可靠、经济的能源解决方案，推动城市向绿色低碳的方向迈进。未来，我们有理由相信分布式光伏发电站将在我国更多城市中绽放，为人类的可持续发展贡献力量。

文:彭博 中冶建筑研究总院有限公司高级工程师

审稿：葛奔 中国矿业大学副教授