面对极端气候，为何BIPV的安全性能远超屋顶光伏电站？

近日，第11号超强台风“摩羯”肆虐海南、广东等地，造成了严重的破坏，不仅导致大量用户的电力和通信中断，更使得许多房屋倒损，很多地面光伏电站和屋顶光伏电站的损毁情况也非常严重。这一自然灾害再次凸显了在极端气候条件下，光伏电站，尤其是屋顶电站的安全性和可靠性问题。在此背景下，建筑光伏一体化（BIPV）项目的抗灾能力和安全性能又如何呢？

▲ 超强台风“摩羯”过后，很多光伏电站损毁严重

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BIPV与屋顶光伏电站：

安全设计的根本差异

BIPV与常规屋顶分布式光伏电站的根本差异，在于其设计与安装标准的严苛性。BIPV项目严格遵循建筑行业的多重标准，包括但不限于热工性能、结构刚度、强度要求、防雷设计及防水性能等，确保自身成为建筑结构中不可分割的一部分。

▲ 采用龙焱碲化镉光伏建材的光伏采光顶&光伏幕墙安装节点图

应用于BIPV项目中的碲化镉发电玻璃建材产品需严格执行建筑行业的安全标准要求，在强度上需达到实验值的3倍安全系数，并额外考虑风荷载的1.5倍安全系数，总体安全系数高达4.5倍。长期荷载作用下，还需额外考虑2倍安全系数，确保了极端条件下的结构安全。除了强度要求外，玻璃的最大挠度不应超过跨度的1/60。根据《建筑幕墙》GB/T 21086-2007第6.2.1条规定，单片玻璃、中空玻璃的任一片玻璃厚度不宜小于6mm，夹层玻璃的单片玻璃厚度不宜小于5mm，以确保玻璃在建筑领域应用上的安全性。

▲ 经历超强台风“摩羯”后，采用龙焱碲化镉光伏建材的BIPV项目未出现任何破损情况

相比之下，屋顶分布式光伏电站虽然遵循光伏发电站的相关规范，但在建筑安全标准方面存在明显短板。其抗风能力虽被划分为12个等级，从0级（抗风能力非常差）到11级（抗风能力非常好），据不完全统计，在同等级别的台风袭击下，未遵循建筑安全规范的屋顶电站损毁率可高达30%以上，而BIPV项目的损毁率则显著降低至不足5%。

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BIPV的抗灾能力：

技术与标准的双重保障

光伏幕墙和光伏采光顶是最常见的两种BIPV应用形式，需满足《建筑幕墙》GB/T 21086和《建筑用太阳能光伏夹层玻璃》GB 29551等标准的技术性能要求，同时还需满足建筑节能要求。这些标准对玻璃的厚度、强度、挠度等参数都有明确的规定，从而确保了BIPV项目在极端气候下的稳定性和安全性。

另外比如光伏采光顶和光伏车棚顶这些BIPV项目，通常最少采用双玻夹胶结构的光伏组件，这种结构具有更强的抗风压能力。同时，光伏组件配备副框，与龙骨结合更为紧密，进一步增强了抗风能力。根据《建筑玻璃应用技术规程》JGJ 113-2015等规定，BIPV使用的玻璃及其制品需满足严格的安全要求，如单片玻璃厚度、钢化处理等，以确保在极端气候下的安全性。《建筑玻璃应用技术规程》第7.1.1条还规定安全玻璃的最大许用面积来进一步确保安全。

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BIPV的优势：

安全与效益的双重提升

普通屋顶电站在安装前虽然也需要对建筑屋面进行评估与分析，以确保光伏系统及建筑物的安全，但在实际操作中，由于缺乏建筑行业的严格规范，其安全性和可靠性往往难以得到全面保障。尤其是在极端气候条件下，普通屋顶电站易受风压、雨水等因素的影响，导致组件损坏、电缆断裂等问题。
相比之下，BIPV项目由于其严格按照建筑行业规范设计和安装，具有更强的抗灾能力和更长的使用寿命。在极端气候条件下，BIPV能够保持稳定的发电性能，减少因灾害导致的停电和损失。同时，由于BIPV与建筑结构的紧密结合，其维护成本也相对较低，长期来看，具有更高的经济效益。

▲ 某光伏采光顶项目的碲化镉发电玻璃结构图及安装节点

此外，BIPV还能够提升建筑的整体美观度和使用价值。通过将光伏组件与建筑元素相结合，BIPV不仅实现了能源的绿色利用，还赋予了建筑独特的外观和风格，提升了建筑的市场竞争力和附加值。

BIPV项目因其在极端气候下的卓越安全性和可靠性，预示其成为光伏行业未来发展趋势。遵循建筑行业标准，BIPV确保光伏电站安全运行，并提升建筑性能。相比之下，普通屋顶电站需增强安全与规范以应对未来气候挑战。展望未来，技术革新与政策推动将助力BIPV拓展市场，成为行业新增长点，有力推动绿色、安全、可持续能源体系的构建。