荷蘭(lán)地(dì)處歐(ōu)洲西北部,瀕(bīn)臨北海,在日(rì)耳曼語中“荷(hé)蘭(lán)”意為(wéi)“低地(dì)之國(guó)”,其(qí)國土有一半(bàn)以(yǐ)上(shàng)低於或幾乎水(shuǐ)平(píng)於海(hǎi)平(píng)麵。荷(hé)蘭(lán)也是(shì)世(shì)界(jiè)上(shàng)人(rén)口(kǒu)密度zui高(gāo)的國家(jiā)之(zhī)一(yī),它(tā)的人(rén)口(kǒu)密度超過400人(rén)/平方(fāng)公(gōng)裏。為了(liǎo)生存(cún)和(hé)發(fā)展,荷蘭人竭(jié)力保(bǎo)護原(yuán)本(běn)不大(dà)的(dí)國土,有序利用(yòng)現有(yǒu)資源(yuán)並(bìng)十分(fēn)重視環(huán)境保(bǎo)護(hù)。基(jī)於本(běn)國能源安全和(hé)溫室(shì)氣體(tǐ)減排(pái)的義務,荷蘭(lán)政(zhèng)府對(duì)可(kě)再生能(néng)源發(fā)展(zhǎn)采取了積(jī)極支(zhī)持的態度(dù),從20世紀80年(nián)代開(kāi)始可(kě)再(zài)生(shēng)能(néng)源的(dí)開發(fā)和利用(yòng),並於(yú)20世紀(jì)90年代末進入了(liǎo)發展高(gāo)峰(fēng)期(qī)。在此背(bèi)景下,荷蘭的(dí)光伏建築由建(jiàn)築(zhù)單(dān)體發(fā)展(zhǎn)到(dào)城市(shì)規模(mó)的(dí)建築群,尼(ní)烏蘭(lán)(Nieuwland)光伏(fú)住區(qū)是其中(zhōng)的(dí)典型(xíng)代表。

尼烏蘭(lán)住區(qū)是荷蘭中部(bù)城市阿麥(mài)斯福(Amersfoort)的一(yī)片新開(kāi)發居(jū)住(zhù)區,在當地(dì)政(zhèng)府(fǔ)和電力(lì)供應(yīng)商的支(zhī)持(chí)下(xià),尼(ní)烏蘭(lán)建成了(liǎo)*規模達1兆(zhào)峰瓦(wǎ)(太陽能(néng)裝置容量計算單位(wèi))的(dí)光伏(fú)住(zhù)區。該住(zhù)區包(bāo)括500多棟(dòng)住(zhù)宅以及(jí)學校,幼(yòu)兒園(yuán),運動(dòng)中(zhōng)心(xīn)等社(shè)區(qū)配套,這(zhè)些(xiē)建築(zhù)上(shàng)安裝(zhuāng)了總麵(miàn)積達1.2萬平(píng)方(fāng)米的光伏(fú)組件,年發電(diàn)量達1兆千瓦(wǎ)時,相(xiāng)當(dāng)於(yú)300戶(hù)家庭的用電(diàn)量(liáng)。荷蘭當地政(zhèng)府(fǔ)和(hé)電力公(gōng)司在(zài)該(gāi)地區(qū)發(fā)展光伏住區(qū)的(dí)考(kǎo)慮是:探(tàn)討(tǎo)太陽能(néng)光伏大(dà)規模(mó)應(yīng)用(yòng)對城市(shì)形(xíng)態的(dí)影(yǐng)響,通(tōng)過(guò)大規模使(shǐ)用光伏(fú)材(cái)料(liào)降低其(qí)生(shēng)產(chǎn)成(chéng)本(běn),在(zài)光伏(fú)建(jiàn)築設計和(hé)光(guāng)伏電(diàn)力係統(tǒng)設(shè)計上(shàng)積累經驗(yàn),驗(yàn)證(zhèng)光伏係統運行(háng)維(wéi)護方式和(hé)產權運(yùn)作(zuò)模式等。
光伏住(zhù)區的(dí)規劃和(hé)建築設(shè)計(jì)
建築利用太陽(yáng)能的潛力(lì)受到建築朝(zhāo)向的影響(xiǎng),而(ér)在(zài)城市(shì)尺度下,建築(zhù)朝向(xiàng)與規(guī)劃(huá)的(dí)布局(jú)和(hé)道路的走向關係(xì)密(mì)切。為(wéi)使(shǐ)每棟住(zhù)宅(zhái)盡可能(néng)利用太陽能(néng),尼(ní)烏蘭(lán)住(zhù)宅前的道路走向(xiàng)以東(dōng)西(xī)向(xiàng)為(wéi)主(zhǔ),住(zhù)宅(zhái)得(dé)以(yǐ)朝南(nán)。規(guī)劃預計每(měi)戶住宅(zhái)20平(píng)方(fāng)米以(yǐ)上麵(miàn)積的屋麵和牆(qiáng)麵可以安裝(zhuāng)光伏(fú)板(bǎn),500戶光伏規(guī)模(mó)可(kě)達1兆(zhào)峰(fēng)瓦以(yǐ)上。
為(wéi)了能(néng)同(tóng)時(shí)完成整個居(jū)住(zhù)區規(guī)模的(dí)住宅設(shè)計,也為(wéi)了激(jī)發建(jiàn)築師(shī)設(shè)計光伏(fú)住(zhù)宅的(dí)創(chuàng)造力(lì),該住(zhù)區又劃(huá)分(fēn)成(chéng)若(ruò)幹(gān)地(dì)塊,每個地塊(kuài)上的(dí)建(jiàn)築由一個建築設(shè)計(jì)事務所(suǒ)負(fù)責(zé)主持設計。由於尼烏(wū)蘭(lán)住區是*大(dà)規(guī)模(mó)的光(guāng)伏(fú)住區(qū),參與設計的大多(duō)建築師並(bìng)沒有(yǒu)光(guāng)伏建築(zhù)的(dí)設計經(jīng)驗,因此(cǐ),政府(fǔ)為建(jiàn)築師製(zhì)作(zuò)了(liǎo)一本設計(jì)幫助(zhù)手(shǒu)冊(cè),便於建築師(shī)在(zài)住(zhù)宅(zhái)設(shè)計中考慮光(guāng)伏組件(jiàn)布置的(dí)方位角(jiǎo)和(hé)傾斜(xié)角,了(liǎo)解(jiě)光伏組件(jiàn)的(dí)通風,光伏(fú)組(zǔ)件(jiàn)與屋(wū)麵(miàn)集成(chéng)的構造設計(jì)。zui終(zhōng),建築師(shī)設計出形式多(duō)樣(yàng)的光伏(fú)住(zhù)宅,光伏(fú)組(zǔ)件朝向南,西南,東南,傾斜角在(zài)20度至(zhì)90度(dù)之間。
此(cǐ)外,當地(dì)的(dí)能源(yuán)電力公司(sī)REMU(現合(hé)並(bìng)到(dào)新的公(gōng)司ENECO)還專門(mén)設計建造(zào)了(liǎo)樣(yàng)板房——能量(liáng)平衡(héng)住(zhù)房(Energy Balance Home)。該(gāi)樣(yàng)板房設計基(jī)於(yú)3個(gè)原則(zé):減少建築運行時(shí)的能耗(hào)需求,利用可(kě)再生(shēng)能源,使用(yòng)可回收(shōu)的建築材料。160平(píng)方(fāng)米(mǐ)的(dí)屋麵(miàn)安裝(zhuāng)了97平(píng)方米的光伏(fú)組件(jiàn),此外(wài)是(shì)帶透(tòu)明(míng)玻璃(lí)的(dí)采(cǎi)光天窗和14平方米的(dí)太陽(yáng)能熱水板,熱水(shuǐ)板產(chǎn)生的(dí)熱水(shuǐ)可供家庭(tíng)使用。也可用於(yú)室(shì)內(nèi)采(cǎi)暖(nuǎn)。
光(guāng)伏係統的(dí)管理
尼(ní)烏(wū)蘭光伏住區嘗(cháng)試了多種(zhǒng)不同的光(guāng)伏係統(tǒng)產(chǎn)權模(mó)式(shì)和相應(yīng)的(dí)合同服務管(guǎn)理。該社區內建築的使用性(xìng)質(zhì)有多種,有(yǒu)出(chū)售的住(zhù)房(fáng),出(chū)租(zū)的(dí)公寓,還(huán)有社區公共(gòng)的(dí)學(xué)校和運動(dòng)中心。這(zhè)些(xiē)建築(zhù)內(nèi)的光伏(fú)係統或者(zhě)歸(guī)能源電(diàn)力(lì)公司所(suǒ)有(yǒu),或(huò)者歸(guī)房產者(zhě)所有(yǒu)。如果是出租房(fáng),租(zū)戶(hù)可以無(wú)償(cháng)使用(yòng)光(guāng)伏(fú)產生電力(lì)的20%;如(rú)果是(shì)私有產權房(fáng),住戶以光(guāng)伏設(shè)備成(chéng)本(běn)價(jià)的(dí)25%購買(mǎi)戶內整套光伏係(xì)統的所有(yǒu)權,他(tā)們(mén)可以(yǐ)無償(cháng)使(shǐ)用光(guāng)伏(fú)產生的全部電力。10年之內(nèi),能(néng)源電(diàn)力(lì)公司負責光(guāng)伏設(shè)施的(dí)維(wéi)護;10年(nián)之(zhī)後,住戶(hù)和能源(yuán)電力(lì)公司重新(xīn)商(shāng)定(dìng)新(xīn)的協議。
光伏住(zhù)區的經(jīng)驗(yàn)與(yǔ)啟示(shì)
參(cān)與尼烏蘭光(guāng)伏住區建設(shè)和運作(zuò)的各方(fāng)機構和人(rén)員都在(zài)過(guò)程中獲(huò)取了寶(bǎo)貴的經(jīng)驗(yàn)。從建(jiàn)築師和規劃師的(dí)角(jiǎo)度(dù)而言,光伏(fú)住(zhù)區的(dí)設(shè)計(jì)有很(hěn)大的(dí)挑戰性(xìng)。為適(shì)應(yīng)充分利用(yòng)太陽能(néng)的要(yào)求,規(guī)劃道(dào)路(lù)的走向須以(yǐ)東西向為宜(yí)。在(zài)建築(zhù)形體(tǐ)的(dí)設計上要考慮(lǜ)光(guāng)伏的(dí)因素,在屋(wū)麵和(hé)牆麵留出(chū)合(hé)適(shì)的安裝位(wèi)置。建築的光(guāng)伏屋頂(dǐng)不(bù)是(shì)簡(jiǎn)單用光(guāng)伏組件(jiàn)替代原有(yǒu)的(dí)建(jiàn)築(zhù)屋麵材料(liào),而(ér)要(yào)在構造上兼顧(gù)光伏材料(liào)和屋(wū)麵(miàn)防(fáng)水問題。在有些住宅的(dí)設計過(guò)程中(zhōng),開發商希(xī)望看(kàn)到光伏(fú)住(zhù)宅帶(dài)有歐(ōu)洲(zhōu)古典建(jiàn)築的風(fēng)格,但(dàn)實踐(jiàn)證(zhèng)明(míng)這(zhè)點難度太大,帶有高技派特(tè)色(sè)的光(guāng)伏材(cái)料(liào)更(gēng)適(shì)合以現代(dài)派(pài)的(dí)建築形象出(chū)現(xiàn)。為(wéi)嘗試新(xīn)的(dí)建築(zhù)造(zào)型(xíng),建(jiàn)築師(shī)考慮(lǜ)了改變光伏材料的顏色(sè),設計(jì)不(bù)同尺寸的(dí)光(guāng)伏組件等,他(tā)們希望用(yòng)更新奇的設計來提(tí)高(gāo)大家對光(guāng)伏技術的(dí)興趣(qù),推進(jìn)其普(pǔ)及(jí)和應用(yòng)。總(zǒng)的看(kàn)來(lái),尼烏蘭(lán)住(zhù)區(qū)證(zhèng)明了(liǎo)在(zài)城(chéng)市尺度(dù)下大規(guī)模應用(yòng)光伏技(jì)術(shù)*可行,而(ér)且建(jiàn)築師如果在(zài)設計(jì)早(zǎo)期能得到(dào)更多的幫(bāng)助和(hé)支(zhī)持,並(bìng)與其(qí)他專業人員(yuán)密切(qiē)配合,將有(yǒu)助於提(tí)升光伏(fú)建築的(dí)設計水準(zhǔn)。
對(duì)於(yú)光伏(fú)組件(jiàn)的各(gè)個供(gōng)貨商而言(yán),該項目不僅提(tí)供(gōng)了大(dà)規模的(dí)市場,也(yě)成(chéng)為驗證和(hé)比(bǐ)較光伏(fú)產(chǎn)品及其係(xì)統各(gè)項性能的實(shí)驗場。項(xiàng)目(mù)初期出(chū)現了諸(zhū)如逆變器不匹配,電(diàn)路連(lián)接有(yǒu)誤(wù)等(děng)問題,項(xiàng)目後(hòu)期(qī)設備(bèi)方麵的(dí)問題(tí)就(jiù)大大減少了(liǎo)。光(guāng)伏係(xì)統的運行和維(wéi)護由能源電力(lì)公(gōng)司(sī)ENECO負責,社(shè)區(qū)住戶光伏係統的所有權存在多(duō)種方式(shì),但是運(yùn)行維(wéi)護(hù)的(dí)管理(lǐ)細則不(bù)明,出現的(dí)一些(xiē)問題(tí)多與(yǔ)住戶對(duì)自家(jiā)的光(guāng)伏係統(tǒng)缺乏歸屬(shǔ)感,對光伏(fú)設備運(yùn)行(háng)周期(qī)內的(dí)經(jīng)濟成本沒有信(xìn)心(xīn)有(yǒu)關。
在(zài)住戶搬進新房的前(qián)兩(liǎng)年(nián),還能對光(guāng)伏係統(tǒng)進(jìn)行(háng)監(jiān)測(cè),電力公(gōng)司也大力(lì)宣傳其使用方(fāng)法(fǎ),光(guāng)伏住宅(zhái)的運行(háng)問(wèn)題(tí)比(bǐ)較(jiào)少;但隨後(hòu)幾年,電(diàn)力(lì)公(gōng)司不再進行(háng)監測,房子(zǐ)裏(lǐ)麵也可能(néng)住(zhù)進了(liǎo)新人,很多(duō)住戶光(guāng)伏係統的運行出現了(liǎo)棘手(shǒu)的(dí)問題(tí)。可以說,光(guāng)伏(fú)係統的(dí)運(yùn)行維(wéi)護不(bù)存在任(rèn)何技術性(xìng)困難,問題來(lái)自於住戶與運(yùn)營商之間(jiān)的協調與(yǔ)溝(gōu)通(tōng)。
我國光(guāng)伏建築近兩(liǎng)年取得長足的發展(zhǎn),北(běi)京(jīng)奧(ào)運會和(hé)上(shàng)海世(shì)博會都湧現(xiàn)出光伏(fú)建築的(dí)示(shì)範性項目,但(dàn)光伏建築在(zài)城市大(dà)範(fàn)圍(wéi)的應用(yòng)還(huán)比較(jiào)少。國家於2009年(nián)7月出台的(dí)《可再生能源建築應用(yòng)城(chéng)市(shì)示範實(shí)施方(fāng)案(àn)》將(jiāng)加(jiā)快太陽(yáng)能光伏在我國(guó)由(yóu)單體建築(zhù)走向(xiàng)城(chéng)市尺(chǐ)度的步(bù)伐,荷蘭尼烏(wū)蘭光(guāng)伏(fú)住區(qū)為(wéi)我們提供(gōng)了(liǎo)寶(bǎo)貴(guì)的(dí)經(jīng)驗。

