“作为中国最大的一次能源供应商，我们在全力实现传统能源清洁化的同时，致力布局清洁新能源的规模化。”国家能源集团总经理、中国工程院院士凌文近日在中国西安光伏产业发展高峰论坛上透露，国家能源集团在铜铟镓硒(CIGS)薄膜光伏技术上已获重大突破，下一步将全力进军光伏发电产业。
业内专家认为，能源巨头发力铜铟镓硒薄膜光伏产业，必将推动光伏技术与建筑工程深度融合，业界呼唤多年的光伏建筑一体化进程有望全面加快。
铜铟镓硒薄膜光伏：
怪名字是一项好技术
2018年8月10-12日，在第三届中国西安光伏产业发展高峰论坛暨展览会上，国家能源集团展出的铜铟镓硒薄膜光伏发电技术，颇为引人瞩目。
“铜铟镓硒?名字好怪!”包括多名媒体记者在内的与会者驻足观看，疑问多多。
“这是指利用铜铟镓硒薄膜太阳能电池将光能转换成电能的一种技术方式。”国家能源集团总经理、中国工程院院士凌文现场担当讲解员。他说，铜铟镓硒薄膜太阳能电池，是指吸收层由铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)、硒(Se)四种元素按照最佳比例构成的结晶薄膜太阳能电池。
凌文介绍说，铜铟镓硒薄膜光伏电池有很多优点。一是轻量化，即质量轻，便于安装;二是弱光发电性能好，比如在这个季节的西安，早晨6点太阳一出来，它就开始发电;三是功率衰减低。还有一个特点，是色彩丰富，又可实现建筑学上美观等理念。铜铟镓硒薄膜光伏电池由此被国际上称为“下一代非常有前途的新型薄膜太阳能电池”。
“铜铟镓硒薄膜光伏电池的最大优点是光电转换效率高。”凌文强调说，近年来，铜铟镓硒薄膜太阳能电池的研究与产业化进展迅速，转换效率世界纪录不断被刷新，当前实验室最高转换效率纪录已达到22.9%。
据介绍，铜铟镓硒薄膜太阳能电池可以广泛应用于边远山区独立电站、农光互补、渔光互补等精准扶贫项目、光伏建筑一体化(BIPV)、大型地面光伏电站、分布式光伏电站、城市园林景观、旅游业、交通运输业等领域。
铜铟镓硒薄膜太阳能电池还可定制化生产不同色彩和图案的组件，适用于不同的市场应用场景和要求，尤其可满足建筑设计师关于色彩、规格等建筑美学需求，同时由于其对光照角度要求低，可安装于建筑物立面。
国家能源集团：
欲做薄膜光伏发电领导者
众所周知，2017年11月由中国国电集团和神华集团重组成立的国家能源集团，拥有四个“全球之最”——最大煤炭生产公司、最大火力发电公司、最大风力发电公司和最大的煤制油煤化工公司。这家能源巨头何时把目光瞄向光伏产业的?
凌文告诉记者，早在8年前，神华低碳研究院一支科学家团队，就开始跟踪铜铟镓硒薄膜光伏电池技术。科学家们发现，铜铟镓硒薄膜光伏发电代表着最有前途的太阳能发展方向。国家能源集团组建之初，就将铜铟镓硒薄膜太阳能发电产业作为企业战略性新兴发展产业，并启动了铜铟镓硒薄膜光伏建筑一体化项目。
“目前，我们已构建铜铟镓硒薄膜光伏发电技术研发、装备制造、组件生产、地面电站和光伏建筑一体化的‘五位一体’发展创新体系。”凌文说，先说技术，成立包括众多德国技术人员在内的技术创新团队;再说装备，我们与上海电气集团联合，实现了装备生产本土化;第三说光伏组件生产，我们在重庆建成铜铟镓硒太阳能电池组件公司，今年年底第一批组件问世，将大规模降低成本，提高效率;第四说电站，我们是全世界最大的发电公司，光伏发电将和火电、风电、水电等实现多能互补，最大限度提高应用效率;第五也是最重要的一点，我们将与国内建筑企业全面合作，推进光伏建筑一体化。
据凌文透露，为加快推进铜铟镓硒薄膜光伏建筑一体化进程，国家能源集团还承担了国家住建部“CIGS太阳能薄膜发电技术在光伏建筑一体化中的应用研究”总课题，以及一体化组件研究、集成系统和装配技术优化研究、能源集成系统研究、组件生产加工技术优化研究、产品综合性能试验研究、铜铟镓硒建筑能源集控与实验平台研究、工程造价研究、技术经济评价研究、示范建筑研究、标准与规范制定研究等10个子课题;同时，还承担了多个示范项目。
“今年下半年到明年上半年，在北京、江苏、广东、海南、四川等省市落地的6个实体示范项目将陆续完工，形成系统完整的子课题族和示范项目群。”凌文说，“我们有理由相信，国家能源集团将成为全世界铜铟镓硒薄膜光伏发电技术的领导者之一。”
建筑领域一场革命：
由能源消耗者转变为生产者
对于国家能源集团进军铜铟镓硒光伏发电产业，业内专家评论称，此举将加快光伏建筑一体化进程，让建筑物由能源消费者转变成能源生产者，成为城市建筑领域的一场革命。
“光伏建筑一体化(BIPV)是指将太阳能发电产品集成并作为建筑组成部分的技术。”国家能源集团绿色能源与建筑研究中心汤洋博士说，这与附着在建筑物上的太阳能光伏发电系统(BAPV)完全不同，电池作为建筑物外部结构的一部分，既具有发电功能又具有建筑材料的功能，还可以提升建筑物的美感，与建筑物形成完美的统一体。
来自住建部数据，我国建筑能耗约占全社会总能耗的30%，光伏建筑一体化具有绿色节能、减少碳排放，提升建筑美学、替代部分建筑材料、降低建筑物造价、提高用电效率、节约土地资源、减少大气和固废污染，保护生态环境等巨大优势。
“但是，当前的光伏建筑一体化项目大多是将太阳能光伏组件以光伏幕墙形式安装于建筑物外立面，应该称之为光伏建筑一体化的‘初级版’。”汤洋告诉记者，铜铟镓硒薄膜光伏建筑一体化(CIGS-BIPV)是将铜铟镓硒光伏技术与建筑工程深度融合，集成了铜铟镓硒薄膜光伏组件的建筑物作为一个整体来设计与施工，让光伏组件成为建筑物不可分割的一部分，比如一堵墙，既起到遮风挡雨、保温隔热、隔声等建筑功能，又成为最具发展空间的分布式能源形式。优化控制供热、通风、空气调节，对自然采光、光伏发电、光热利用、直流供电、智能微电网、自动化系统进行全面集成，对建筑物的设计与运行进行完整集成与优化，实现建筑物的各项舒适性指标，做到真正意义上的光伏建筑一体化，是光伏建筑一体化的“高级版”。
凌文认为，铜铟镓硒薄膜光伏建筑一体化在建筑行业广泛推广应用，将会产生巨大的社会效益和经济效益，也将带来一场能源与建筑的深刻变革。在能源领域，将推动分布式绿色清洁能源的普及使用，让建筑由能源消耗者转变为能源生产者，使城市由能源消费型城市向能源生产型城市转变。在建筑领域，逐步转变建筑发展方向，使绿色、清洁、装配一体的观念深入人心，重构城市肌理与城市气质，增加城市丰富度与多样性。
