核心观点与关键数据
研究目标：评估建筑光伏一体化（BIPV）的潜力，通过分析建筑存量和太阳能利用的适宜性，计算光伏系统在屋顶和立面上的可实现电力水平。
方法：
- 数据基础：基于底层建筑面积数据，结合太阳能辐照量和建筑适宜性因素，推导出BIPV潜力。
- 经验法则：定义了屋顶和立面面积的利用率因子，分别为0.4和0.15，用于计算太阳能建筑适宜区域。
- 关键因素：考虑了建筑适宜性（如施工限制、历史因素、遮阳效应）和太阳能适用性（朝向、倾角、遮挡）。
关键数据：
- 中欧地区：人均底层建筑面积约45平方米，其中屋顶面积利用率为40%，立面面积为15%。
- 太阳能产量：定义“良好”的太阳能产量为当地最大年太阳输入的80%。
- 全球转换效率：采用10%的简化比率进行计算。
研究结论：
- BIPV潜力分布：约75%的潜力来自屋顶，25%来自立面。
- 电力生产潜力：假设太阳能发电效率为80%，BIPV可实现电力生产水平在15%-60%之间；若效率为90%，则降至8%-30%；若所有适宜面积被利用，则可翻倍至30%-120%。
- 区域差异：美国和澳大利亚的可达水平显著较高，而日本较低，主要由于可用建筑面积的差异。
- 国家对比：不同国家BIPV潜力差异较大，主要受人口规模、太阳能辐照度和电力消耗影响。
研究方法与数据来源
- 抽样分析：通过对代表性建筑和特定建筑存量的截面样本进行分析，推导出适用于整个建筑存量的通用因素。
- 数据来源：结合了IEA国家合作伙伴提供的案例研究和进一步数据，以及Meteonorm等气象数据。
主要发现
- 相对一致性：不同国家内部和之间，太阳能建筑适宜区域的相对份额相当一致，即屋顶利用系数为0.4，立面为0.15。
- 人均潜力：中欧地区人均可用于光伏发电的屋顶面积约为18平方米，美国/澳大利亚约为36平方米，日本为8平方米。
- 电力生产潜力：BIPV电力生产潜力中，约15%-20%归因于立面面积。
总结
本研究通过分析建筑存量和太阳能利用的适宜性，计算了BIPV在屋顶和立面上的可实现电力水平。研究结果表明，BIPV具有巨大的潜力，但实际可实现水平受多种因素影响，包括建筑区域、太阳能辐照度和电力消耗。不同国家之间BIPV潜力差异较大，主要由于可用建筑面积和能源使用情况的不同。
