成都国际科技节能大厦-阳光收集点亮城市夜晚为建筑供能穿上“绿色外衣”

将阳光收集 点亮城市夜晚

为建筑供能 穿上“绿色外衣”

上海交通大学凌文院士团队

与沈阳建筑大学凌文院士工作站

携手共进 潜心攻关

主持研发设计世界首座

彩色百米高层光伏建筑一体化项目

今天是六五环境日

成为低碳发展理念的践行者

实施国家双碳战略的排头兵

为建设人与自然和谐共生的现代化

交大人 奋进求索 敢为人先

建筑碳排放占社会碳排放总量50%以上。近年来，凌文院士团队围绕“绿色能源建筑与城市系统工程”领域开展技术研发和成果转化，光伏建筑一体化（BIPV）技术体系达到国际领先水平，使建筑由能源消耗者转变为能源生产者，促进建筑“双碳”目标实现。

2022年11月，由凌文院士团队主持研发设计的世界首座彩色百米高层光伏建筑一体化项目——大连国际凯旋大厦成功并网发电，标志着我国在高层光伏建筑一体化方向实现新的突破。

大连国际凯旋大厦低碳重生

该项目应用的核心技术包括彩色光伏建材技术、高层光伏建材A级防火技术、装配式光伏幕墙构造技术、数字化建模仿真技术等，突破了高层建筑应用光伏的诸多技术瓶颈。

彩色光伏建材技术（左图）装配式光伏幕墙构造技术（右图）

数字化建模仿真技术（左图）光伏与灯光亮化结合技术（右图）

团队通过光伏材料建材化技术，解决了光伏建材的色彩均匀度、玻璃透光度、颜色稳定性和色彩图层附着力问题，兼顾美观、发电效率和安全性能的要求。

同时，传统光伏组件燃烧性能不满足高层建筑防火要求，团队通过小边框构造和铝玻复合封装技术，使光伏建材的燃烧性能达到了A级标准，为世界首次达到A级的光伏建材产品，提升了整栋大厦的防火安全性。

此外，团队研发的装配式光伏幕墙构造体系，可直接替代传统建筑围护结构，兼具发电功能，以及抗风、水密、气密、隔音、保温、遮阳和装饰等建筑外围护体系的全部功能。

光伏建筑一体化技术将建筑与光伏系统有机结合，使用能端与产能端合二为一，充分利用建筑表皮空间，提高土地资源利用效率。相比于传统的集中式光伏发电系统，无需远距离输送电力，避免传统输电线路对草原、森林的分割破坏。光伏系统运行过程中不需燃料，无余热、无废渣、无噪声、无光污染。通过光伏建筑每发1度电，将节省304.9千克标煤，减排二氧化碳832克、二氧化硫0.16克、氮氧化物0.179克、粉尘颗粒物0.032克，极大缓解城市大气污染问题。

凯旋国际大厦项目的光伏装机量247.69kWp，年发电量18万度，可承担建筑30%以上的用电负荷。25年运营期内，发电总量约469万度，减排二氧化碳3905吨，具有显著的节能减排和生态环保效益。

团队应用研发的光伏建筑一体化技术成果体系，为大连国际凯旋大厦穿上了一层发电、节能、环保的光伏“外衣”，建筑发电就地消纳，应用清洁“绿电”为建筑供给能源，促进建筑和城市能源系统的绿色低碳转型，为建筑领域实现“双碳”目标提供了一条可复制、可推广的技术路径。

光伏材料建材化技术

凌文成都国际科技节能大厦，中国工程院院士，山东省科协主席，上海交通大学讲席教授。长期致力于运用系统科学理论解决大型工程管理难题，是中国第一代系统工程博士、博士后，提出了“三维统筹，双轮驱动成都国际科技节能大厦，协同优化”的煤基能源工程协同管理思想。先后主持完成千万吨矿井群大型矿区生态修复关键技术、资源与环境协同关键技术研发与示范工程建设、西部干旱半干旱煤矿区土地复垦的微生物修复技术与应用大型项目、600MW超临界循环流化床锅炉技术开发与示范、中国氢能源与燃料电池发展战略研究等重大项目，获得国家科技进步一等奖2项、国家科技进步二等奖3项、中国优秀工业设计奖金奖1项，此外，还获省部级、行业级奖项10余项，国内外专利30余项，在《Engineering》、《管理世界》、《中国工程科学》等国内外期刊发表论文30余篇，出版专著2部。

近年来，上海交通大学环境科学与工程学院师生深入学习贯彻习近平生态文明思想，产学研用一体化推进绿色低碳发展，在光伏、新能源、“双碳”、气候政策等方面持续躬耕，为打造科研创新平台，完善科研创新体系，强化国家战略科技力量贡献交大环境人的智慧与力量。

传统晶硅电池存在材料厚不透明的缺点，而可以实现高效率和半透明的新型薄膜太阳能电池是未来BIPV的理想光伏技术。上海交通大学环境学院的赵一新特聘教授团队长期深耕低成本高效率弱光性好并且颜色可调的钙钛矿太阳能电池研究，瞄准钙钛矿太阳能电池技术应用面临的大面积涂覆，高效率和稳定性开展基础应用研究。实验室研究的半透明钙钛矿太阳能电池小面积器件的效率已经突破20%，这些技术未来可以进一步拓展BIPV应用的范围和发电量。

半透明钙钛矿光伏器件（左图）赵一新特聘教授团队合影（右图）

2023年中央一号文件中提出重要部署：“发展农村可再生能源”。农村分布式光伏具有显著的节能、减排、增收效益，可以从生态宜居、生活富裕等多方面助力乡村振兴。上海交通大学环境学院耿涌讲席教授团队深入全国31个省份开展入户调查，对我国农村分布式光伏的发展现状与挑战进行了系统性研究，并针对性提出了政策建议，助力分布式光伏在农村地区的推广落实。相关调研报告已刊发于《光明日报》，被国家能源局、中国光伏行业协会等全文转载，形成了较为广泛的社会影响。学生团队围绕相关主题完成的社会调查报告获得第十八届“挑战杯”上海市大学生课外学术科技作品竞赛特等奖。

《光明日报》刊发《光伏发电 照亮新时代乡村振兴路》

第十八届“挑战杯”上海市大学生课外学术科技作品竞赛特等奖