光伏發電作為一種可再生能源技術，其核心在于通過光生伏特效應將太陽能直接轉換為電能，為人類社會提供了綠色的、清潔的、可持續的能源解決方案。光伏發電不僅有助于減少對化石燃料的依賴，還能顯著降低溫室氣體排放，對抗氣候變化。光伏發電因具有分布式發電的特點，能夠靈活應用于城市建筑、市政工程、公共設施等各種場景，為城市能源供應提供了更多元化、更綠色環保的選擇。
近年來，我國不斷推進光伏領域技術發展。光伏系統的智能化、自動化水平也在不斷提升，通過云計算、大數據、物聯網等技術的融合應用，實現了對光伏電站的遠程監控、智能運維和故障預警，大大提高了發電效率和運維效率。此外，光伏組件的輕量化、柔性化設計也為其在城市建筑中的廣泛應用提供了可能。
城市建造和改造是推動城市綠色低碳發展的重要契機。通過引入綠色建筑、清潔能源等新技術、新理念，可以顯著降低城市能耗和碳排放，提升城市生態環境質量，為居民創造更加宜居的生活環境。2024年3月，國家發展改革委、住房城鄉建設部印發《加快推動建筑領域節能降碳工作方案》。方案明確表明，到2025年，建筑領域節能降碳制度體系更加健全，城鎮新建建筑全面執行綠色建筑標準，新建超低能耗、近零能耗建筑面積比2023年增長0.2億平方米以上，完成既有建筑節能改造面積比2023年增長2億平方米以上。對此，兩部門提出12項重點任務包括“試點推動工業廠房、公共建筑、居住建筑等新建建筑光伏一體化建設”和“加強既有建筑加裝光伏系統管理。”
在城市建造工程中，分布式光伏發電站和建筑光伏一體化建設（BIPV）的應用日益廣泛。它們不僅能為城市建筑提供清潔的電力供應，還能通過“自發自用、余電上網”的模式，實現經濟效益和環保效益的雙贏。BIPV項目運用于城市建筑的屋頂、墻面等位置，利用太陽能進行發電以滿足建筑自身用電需求。BIPV項目技術與智能微電網技術相結合，形成獨立的能源供應系統，在電網故障或停電時，光伏發電站為建筑提供應急電力保障，提高城市的供電可靠性和韌性。
雄安新區作為推動京津冀協同發展的關鍵區域，其城市更新改造工程備受矚目。雄安站作為雄安新區開工建設的第一個重大基礎設施項目，是一座“會發電”的火車站。其站頂共鋪設了4.2萬平方米的多晶硅光伏組件，總裝機容量達到5.97兆瓦。自2020年12月正式并網發電以來，已累計發電超過1500萬千瓦時，年均發電量達到580萬千瓦時。
該項目不僅為雄安高鐵站提供了清潔的電力供應，還通過“光儲充”的模式實現了經濟效益的最大化。同時，光伏發電項目還產生了顯著的環保效益，年節約標準煤1800噸，減排二氧化碳4500噸。為了將光伏發電形成的環境權益量化并變現，國網雄安綜合能源公司還聯合國內團隊編制了《雄安新區分布式光伏項目降碳產品方法學》，填補了河北省分布式光伏項目降碳產品方法學的空白。
隨著全球對環境保護和可持續發展的重視日益增強，分布式光伏發電站作為綠色清潔能源的代表將在城市建造和更新改造中發揮越來越重要的作用。通過不斷的技術創新和應用實踐，光伏發電站將為城市提供更加綠色、可靠、經濟的能源解決方案，推動城市向綠色低碳的方向邁進。未來，我們有理由相信分布式光伏發電站將在我國更多城市中綻放，為人類的可持續發展貢獻力量。
文:彭博 中冶建筑研究總院有限公司高級工程師
審稿：葛奔 中國礦業大學副教授
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