一體型太陽能電池模板(Building-inte-grated photovoltaic,BIPV)是結合太陽能發電與建築物外牆兩項功能的產品;Tomas博士對BIPV有一明確的定義是:太陽電池模組(module)或陣列(array)被整合、設計並裝置在建築物上,具有兩種以上之功能應用的產品。

透視度佳 應用面廣

在地狹人稠與土地價格昂貴的地區,BIPV是解決土地設置成本過高與整合發電設備與建物外觀的最佳解決方案,相對於現有裝設太陽能電池模組的方法其所帶來的好處有:1.可有效利用建築物的表面積2.替代建築物的外表包覆材料3.代替屋頂、牆面、窗戶之建材4.可遮陽,降低建築物外表溫度5.降低整體建築成本6.建築物外觀較美觀等;但BIPV的日照時數與轉換效率,會因為受限於建築物外牆或頂樓板的位置而有所降低,建物部分外觀的形狀與顏色受到BIPV原先形狀與顏色的限制,均為BIPV目前所存在的缺點。

目前BIPV的應用主要有大樓帷幕牆或外牆、大樓、停車場的遮陽棚、大樓天井、斜頂式屋頂建築之屋瓦、大型建築物屋頂/隔音牆等,與目前市面上熱門的太陽能電池模組最大的不同是在使用的耐久程度上,BIPV的使用期限一般都需要達到15~20年,而且須符合使用當地的建築法規對建材性質的規定。例如在國內如應用於大樓帷幕牆,材質須符合「中國國家標準」中CNS14280/A3380「帷幕牆及其附屬門窗物理性能試驗總則」的規定。

BIPV的製造與使用過程中結合了原先的太陽能產業與建築、建材產業。製程上游段的晶圓製造、切割與中游的太陽能電池製造等均為現有太陽能產業的一環,下游的模組化、封裝等製程則須符合太陽能與建築相關產品檢測規範。國內現有製造廠商仍集中於太陽能電池模組的製造,專業BIPV製造生產廠商仍為數不多,目前僅奈米龍與生耀光電有生產BIPV產品,奈米龍現階段並取得德國TUV的太陽光電產品認證。

目前在國內的太陽能產業中,生產廠家多集中於單晶矽的太陽能電池產品,有12家之多,且後續有意投資者仍眾。2006年各家的產能總和已達560MW之多,遠超過上游矽晶圓製造廠的總產能310MW,若太陽能產品仍持續熱銷,各家廠商的稼動率維持高檔,短期間仍須倚靠進口矽晶原料填補此一缺口。

2007年年底預計單晶矽的太陽能電池產品產能,在各廠家積極擴線之下將達到1070MW,加上薄膜太陽能電池的90.5MW,預計可達1.2GW。下游的模組製造與封裝廠相對來說較少,太陽能電池廠也注意到此一態勢,開始朝下游投資整合(如:益通投資昇耀光電)。

效能問題 仍待克服

由於上游端矽晶原料的全球性缺料情況仍持續,使業者紛紛轉投資用料較節省的薄膜太陽能電池製程,也使得錯過第一波太陽能電池投資的其它業者有了最佳的切入機會。

由於單晶矽太陽能電池不透明的特性,使得原先使用單晶矽太陽能電池製造的BIPV產品,不受建築設計者的喜愛,以致於多運用在雨遮、遮光罩、平面屋頂等非建築主要造型處。大樓的帷幕牆由於強調景觀視覺,透視度是相當重要的因素,薄膜太陽光電電池所做的BIPV產品正好具有這項特色,也使得許多業者相當看好未來太陽能電池將會藉由薄膜產品應用面的擴大而大幅增加產品的用量。

薄膜太陽能電池目前最大的競爭對手仍是單晶矽的太陽能電池,但在發電的轉換效率上卻相差一倍(7%對14%),這相當於薄膜太陽能電池需用二倍的面積才能發出與單晶矽電池相同的電量,相對所使用的結構支撐材料、施做人工成本等均增加一倍,在成本優先的考量下,轉換效率的提升與薄膜產品降價的速度決定了其產品普及的時間點。

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