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行业 报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 1 建筑装饰 证券 研究报告 2021 年 04 月 01 日 投资 评级 行业 评级 强于大市 (维持 评级 ) 上次评级 强于大市 作者 鲍荣富 分析师 SAC 执业证书编号： S1110520120003 王涛 分析师 SAC 执业证书编号： S1110521010001 资料 来源： 贝格数据 相关报告 1 建筑装饰 -行业研究周报 :继续沿低 估值蓝筹和绿色建筑产业链两主线寻 找投资机会 2021-03-28 2 建筑装饰 -行业研究周报 :投资类数 据快速恢复，施工企业商业模式再现利 好政策 2021-03-21 3 建筑装饰 -行业点评 :地产竣工改善 迹象显著，水泥玻璃景气度向好 2021-03-16 行业走势图 绿色产业链系列 报告之一： BIPV 打开碳中和背景下建筑 建材 新蓝海 产品趋于成熟，政策有望发力， BIPV 或迎来发展新阶段 BIPV 作为光伏与建筑结合的新形式，更加强调系统产品的集成， 区别于 BAPV“安装型”的特征， BIPV“建材型”的特征使得其更具造价及性能优 势。 碳中和背景下 政策持续发力 ， “隔墙售电”等商业模式探索 利好 BIPV 产业链快速放量。根据我们测算，当前 BIPV 项目可达到的内部收益率为 14.48%，静态回收期为 8.73 年， 提高光伏组件发电效率，降低其生产成本， 是提升 BIPV 项目经济性的核心 。 我们测算至 2025 年 BIPV 市场空间有望达 693 亿元， 20-25 年 CAGR+82.8%，行业处于快速扩容阶段。产业链角度看， 建筑渠道重要性凸显， 建材的光伏玻璃、防水等材料需求增加， 龙头具备先 发优势，建议关注光伏玻璃、屋顶围护、幕墙及防水等相关环节的龙头公司 。 经济性 &商业模式： 发电效率带动财务可行性改善 ， 隔墙售电 有望逐步推广 我们 建立一个测算屋面光伏项目收益率的简单模型，在 BIPV 系统投资为 5 元 /W、贷款利率 6%、发电效率每瓦每年 1.3kw h 的假设之下， BIPV 项目 的资本金内部收益率为 14.48%，静态回收期为 8.73 年。 我们认为 BIPV 系统 的初始投资是影响 BIPV 项目财务回报性的最主要指标，提高光伏组件发电 效率，降低其生产成本，是提升 BIPV 项目经济性的核心， 工商业建筑的屋 顶有望是最先开展的 BIPV 市场。 分布式光伏商业模式的核心在于电力消纳 模式和项目建设的投融资模式 ， 在当前标杆电价和低补贴的情况下，短时间 内分布式光伏仍无法实现大批量的直接并网售电，而自发自用（余量上网） 则要求用电企业有尽可能大且稳定的用电需求，一定程度上缩小了包括 BIPV 在内的分布式光伏的应用范围 ，后续 随着 “隔墙售电”政策的逐步落 实，有望在一定程度上解决电力消纳持续性的问题。 两维度看 市场空间：渗透率提升潜力大，工业建筑有望率先放量 从光伏装机容量来看，保守预计下，至 25 年我国光伏装机容量有望达 90GW，分布式光伏 占比 50%， 装机容量达 45GW，工商业分布式光伏占比 有望 达 75%，对应 34GW 的市场空间， 20-25 年 CAGR+62.8%； 从 建筑面积 来看 ， 至 25 年 仅 厂房仓库类新建建筑为 BIPV 带来的潜在市场有望达到 27.7GW，对应市场空间 693 亿元， 20-25 年 CAGR+82.8%， 我们假设住宅 / 商办 /工业 /其他建筑的屋顶占地面积为建设用地面积的 30%、 40%、 50%、 30%， 按此计算当年上述建筑的可用屋顶面积可达 12 亿平米，是可用厂房屋顶面 积的 5.3 倍， 我们认为 从新增建筑面积的角度出发， BIPV 的市场潜力或更大 。 产业链： 建筑建材深度参与，先发优势重要性凸显 建筑建材企业主要参与 BIPV 产业链的后端，通过对组件的建材化改造，使 其满足建筑构造的要求，对于难以使用标准化 BIPV 构件的部分，也需要专 业建筑公司提供专门的服务 。 由于 BIPV 需要在设计阶段就进行统筹考虑， 利用建筑和设计渠道更早切入，对 BIPV 厂商获取客户有望产生积极影响 ， 龙头具备先发优势 。 我们梳理的主要 标的 有： 1）光伏玻璃： 亚玛顿； 2） 屋顶金属围护结构：森特股份、精工钢构； 3）光伏幕墙：瑞和股份、维业 股份； 4）防水材料：东方雨虹、科顺股份 。 风险 提示 ： 政策支持力度不及预期 ， BIPV 系统推广不及预期 ， 上游原材料 涨价带动成本上扬抑制需求 。 -10% -1% 8% 17% 26% 35% 44% 53% 2020-03 2020-07 2020-11 2021-03 建筑装饰 沪深 300 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 2 内容目录 1. 产品趋于成熟，政策有望发力， BIPV 或迎来发展新阶段 . 5 1.1. BIPV：集成化产品，为绿色建筑 &碳中和提供新的解决方案 . 5 1.1.1. 建材型光伏建筑，成本及性能方面具备明显优势 . 5 1.1.2. 并网发电更具备商业投资价值， 可与屋顶、墙体和遮挡装置等建筑结构结合 . 7 1.1.3. 当前应用仍以工商业屋顶为主，总长期阳台、车棚等场景有望逐渐丰富 . 11 1.2. 政策：绿色主旋律下，光伏建筑重要性凸显， BIPV 提供新的发展思路 . 12 1.2.1. 绿色建筑 &碳中和背景推动光伏建筑发展 . 12 1.2.2. BIPV 为绿色建筑 &碳中和提供新的解决方案 . 14 2. 经济性、商业模式不断改善， BIPV 市场潜力大 . 17 2.1. 经济性 ：光伏发电效率提升，带动 BIPV 财务可行性大幅改善 . 17 2.2. 两维度看市场空间：渗透率提升潜力大，工业建筑有望率先放量 . 19 2.3. 商业模式：仍处于探索期， “ 隔墙售电 ” 等模式探索有望带动市场发展 . 24 3. 产业链分析：建筑建材深度参与，先发优势重要性凸显 . 26 3.1. 产 业链：组件建材化，建筑渠道重要性凸显 . 26 3.2. BIPV 的技术难点和竞争壁垒 . 27 3.3. 目前在做的建筑建材公司一览 . 31 4. 风险提示 . 37 图表目录 图 1：某典型 BAPV 建筑 . 5 图 2：某典型 BIPV 建筑 . 5 图 3： BIPV 离网型和并网型发电系统 . 7 图 4：光伏电池方阵示意图 . 8 图 5：光伏逆变器装置 . 9 图 6：并网型光伏系统逆变器装置 . 9 图 7：太阳能光伏发电系统与建筑结合示意图 . 9 图 8：光伏组件与屋顶结合示意图 . 10 图 9：光伏组件与建筑幕墙结合示意图 . 10 图 10：光伏组件与建筑遮阳结合示意图 . 11 图 11：上海某典型 BIPV 建筑 . 11 图 12：嘉兴某典型 BIPV 建筑 . 11 图 13：中山某典型 BIPV 车棚项目 . 12 图 14：绿色建筑打分公式 . 12 图 15：绿色建筑得分中各类评价指标的权重 . 12 图 16：建筑全过程碳排放量统计 . 14 图 17：建筑全过程细分品类的碳排放量 统计 . 14 图 18： BIPV 系统建造成本近年来不断下降 . 17 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 3 图 19： BIPV 系统组成 . 17 图 20：中国历年分布式与集中式光伏装机容量与同比增速 . 20 图 21：中国历年分布式与集中式光伏装机容量的占比 . 20 图 22： 2019 年分布式光伏新增装机类型分布 . 20 图 23： 2018 年分布式光伏新增装机类型分布 . 20 图 24： CPIA 对于我国光伏新增装机容量的预测 . 21 图 25： 2020 年全 国建筑竣工面积分类占比 . 22 图 26：全部建筑及厂房仓库竣工面积及同比增速 . 23 图 27：分布式光伏电站利益相关方示意 . 25 图 28：分布式光伏园区级开发 示意图 . 26 图 29： BIPV 构件及安装产业链图谱 . 27 图 30：各光伏系统单元实验室条件下转化效率历史发展 . 28 图 31：工商业屋顶成为国内现阶段 BIPV 主要应用场景 . 29 图 32： BIPV 设计流程图 . 30 图 33：森特股份致力于提供建筑围护系统专业的一体化解决方案 . 31 图 34： 2016-2020H1 公司新签合同金额及增速情况 . 32 图 35：公司业务营销网络 . 32 图 36：上海南侨食品有限公司项目（ 56.55kWp 薄膜组件 BIPV） . 33 图 37：西安城市客厅项目（光伏幕墙） . 33 图 38：公司光伏安装项目：安徽金寨县白塔畈光伏电站 . 33 图 39：公司分布式光伏发电项目：深圳瑞和大厦 . 33 图 40：公司精品幕墙 项目：青岛天安数码城 . 34 图 41：公司精品幕墙项目：杭州天安数码城富春硅谷 . 34 图 42： TPO 卷材应用项目：武汉神龙太阳能屋面 . 34 图 43： TPO 卷材应用项目：捷豹路虎太阳能屋面 . 34 图 44：公司代表性项 目 . 35 图 45：公司的产能布局 . 35 图 46：公司主要产品及介绍 . 36 图 47：公司原片及深加工玻璃在产产能及未 来产能规划情况 . 36 图 48：亚玛顿与隆基和特斯拉合作详情 . 36 表 1： BAPV 系统与 BIPV 系统经济性成本对比表 . 5 表 2： BIPV 系统相较于 BAPV 系统具备明显的性能优势 . 6 表 3：分布式与集中式并网的优缺点对比 . 7 表 4：太阳能电池种类 . 8 表 5：各省市对于绿色建筑均有补贴政策 . 13 表 6：我国近年来光伏建筑一体化的相关政策 . 15 表 7： BIPV 项目收益率测算基准假设表 . 18 表 8：固定运营期营收情况下 BIPV 项目 IRR 与每瓦投资及贷款利率之间的关系 . 18 表 9：固定运营期营收情况下 BIPV 项目静态回收期与每瓦投资及贷款利率之间的关系 . 18 表 10：固定 初始投资情况下 BIPV 项目 IRR 与每瓦组件年发电量及电价之间的关系 . 19 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 4 表 11：固定初始投资情况下 BIPV 项目静态回收期与每瓦组件年发电量及电价之间的关系 . 19 表 12：光伏上网电价历史变化 . 20 表 13：分布式及工商业分布式光伏装机 容量预测表 . 21 表 14：乐观情况下 BIPV 市场空间预测 . 22 表 15：保守情况下 BIPV 市场空间预测 . 22 表 16：厂房仓库对应 BIPV 潜在市场 . 23 表 17：全国一到四线城市土地出让及规划建筑面积数据 . 24 表 18：分布式光伏电站与集中式光伏电站各环节的比较 . 25 表 19： BIPV 与 BAPV 对比 . 27 表 20： BIPV 光伏组件与建筑结合的 应用要求 . 29 表 21：隆顶装配式 BIPV 产品性能优势 . 30 表 22：公司太阳能电池板屋面施工技术优势 . 32 表 23：公司旗下子公司开展的 BIPV 业务 . 32 表 24：光伏屋面采用 TPO 单层柔性卷材的优点 . 34 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 5 1. 产品趋于成熟，政策有望发力， BIPV 或迎来发展新阶段 1.1. BIPV： 集成化产品，为绿色建筑 &碳中和提供新的解决方案 1.1.1. 建材型光伏建筑，成本及性能方面具备明显优势 光伏建筑是应用太阳能发电的一种新概念， 其中 BIPV 模式 强调的是系统集成，与建筑结 合度高。 目前光伏与建筑结合主要有 BAPV（ Building Attached Photovoltaic） 和 BIPV （ Building Integrated Photovoltaic） 两种形式， 从 定义 来看， BIPV 是一种将 光伏 产品集成 到建筑上的技术 ， 即光伏建筑一体化， 而 BAPV 则是简单地将 光伏系统附着在建筑上 ，因 此 BIPV 更具备 产品集成的特质 ； 从施工 过程 来看， BAPV 采用特殊的支架将光伏组件固定 于原有 建筑结构表面 ， BIPV 则是 与建筑物 同时 设计、施工和安装 ， 并与建筑物形成 高度 结 合 ；从 结构类型 来看， BAPV 主要是“安装型” 光伏建筑 ， 主要功能是发电，不破坏或削 弱原有建筑物的功能 ，而 BIPV 是“构件 型 ”和“建材型”光伏建筑， 作为建筑物外部结 构的一部分，既具有发电功能，又具有建筑构件和建筑材料的功能 ， 与建筑物形成统一体 。 图 1： 某典型 BAPV 建筑 图 2： 某典型 BIPV 建筑 资料来源： 武汉市节能协会、 天风证券研究所 资料来源： 武汉市节能协会、 天风证券研究所 BIPV 系统材料造价成本更低，且全生命周期角度 更具备经济性价比。 直观 造价 来看， 根 据北极星太阳能光伏网的某钢结构厂房实际工程数据， BIPV 系统可在铝镁锰屋面板部分节 约 200/，而在系统固定支架配件部分多增配套轻钢檁条、铝合金压条等配件，仅需比 BAPV 系统多 36 元 /， 因此综合材料造价来看， 采用 BIPV 系统 比 BAPV 系统可节约材料 164 元 /，而中长期来看， BIPV 系统具有更长的使用寿命，全生命周期角度具有 可观 的经 济性。 传统钢结构后置光伏发电屋面的光伏发电组件因为全部处于露天环境，寿命一般在 20 年， 光伏建筑一体化屋面的光伏发电组件只有屋面暴露在外，有良好的密封环境， BIPV 光伏组件封装用的胶为 PVB，而 PVB 膜具有透明、耐热、耐寒、耐湿，机械强度高等特性， 并已经成熟应用于建筑用夹层玻璃的制作，能达到 50 年甚至更长的使用寿命。 表 1： BAPV 系统 与 BIPV 系统经济性成本对比表 对比项 BAPV 系统 BIPV 系统 铝镁锰屋面板 包括直立锁边铝镁锰屋面板和铝合金 T 型支座，约 200 元 / 无 系统支架配件 包括夹具、导轨、固定件等，约 0.3 元 /W*120W/ =36 元 包括配套轻钢檁条、铝合金压条、橡胶 密封条、固定件等，约 0.6 元 /W*120W/ =72 元 光伏发电组件单元板 包括光伏发电板和铝合金边框，约 120W/ *2.8 元 /W=336 元 包括光伏发电板和铝合金边框，约 120W/ *2.8 元 /W=336 元 综合造价（材料价） 铝镁锰屋面板 +系统支架配件 +光伏发 电组件单元板 =572 元 / 系统支架配件 +光伏发电组件单元板 =408 元 / 使用寿命 20 年更换一次 使用寿命 50 年 结论 采用光伏建筑一体化屋面系统可节约 材 料 164 元 / 资料来源：北极星太阳能光伏网、天风证券研究所 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 6 此外， BIPV 系统 在美观、屋面受力、防水、施工难易程度及速度以及运营维护方面都具 备明显优势。 具体来看： 1） 建筑外观对比 ： BAPV 屋面在彩色压型金属板上面 后期 安装支架和光伏电池板，屋面较 凌乱， 整体性较差 。 BIPV 把太阳能利用 纳入建筑的总体设计 ，把光伏发电组件单元板和检 修走道板直接作为屋面板，可通过相关设计将接线盒、连接线等隐藏在组件和踏板下方。 这样既可防阳光直射和雨水侵蚀，又不会影响建筑物的外观效果。 2） 屋面受力对比 ： BAPV 屋面的压型金属板与后置的光伏电池板的受力复杂，金属板和光 伏电池板既有风载正压也有负压，光伏电池板受力通过支架传递到压型金属板， 长期的风 载作用和变形会产生疲劳效应，影响结构安全 。光伏建筑一体化屋面只是单纯的屋面，结 构受力清晰，结构安全性高。 3） 防水可靠性对比 ： BAPV 屋面在压型金属板屋顶安装完毕后，后期 而从 安装光伏组件等 设备，会因为吊装、施工踩踏、长期光伏自重荷载和局部设备超载，从而造成彩钢板或铝 镁锰板永久沉降形变，造成后期隐患性漏水并且难于检修和发现漏点 ； BIPV 屋 面系统主要 采用憎水性玻璃面板与主水槽、防水密封等 形成屋面防排水系统 ，组件与组件间使用可靠 的密封扣条进行固定和密封，泛水包边采用对焊连接，系统设计带有防震动体系，可有效 防止海边高频次风荷载作用，有效消化伸缩变形、温度变形。整个屋面表面的无穿孔连接 技术，避免了漏水的隐患 。 4） 施工难度和速度对比 ： BAPV 屋面分二期施工，施工周期长。直立锁边铝镁锰屋面板施 工难度大。 BIPV 屋面施工难度小，安装速度快，在完成支架和水槽施工后，每人每天至少 安装 40 (25 块组件 )， 以 10000 主屋面为例， 20 人 15 天左右即可完成组件安装和屋面 的整体密封工作。 5） 屋面运营维护对比 ： BAPV 屋面在施工检修中多次踩踏，屋面变形大，漏水隐患多，维 修难度大。 BIPV 屋面同步设计、施工，对屋面构件形成保护，不造成二次施工踩踏破坏。 屋面以单块电池组件为单元模块化设计安装，可随意拆卸、修葺，检修维护方便 ； 屋面根 据合理运维半径设置的检修走道踏板，对屋面和组件不造成破坏 。 表 2： BIPV 系统相较于 BAPV 系统具备明显的性能优势 对比项 BAPV 系统 BIPV 系统 建筑外观 在彩色压型金属板上面后期安装支架和光伏电 池板，屋面较凌乱，整体性较差。 把太阳能利用纳入建筑的总体设计，把建筑、技术和美学 融为一体，把光伏发电组件单元板和检修走道板直接作为 屋面板，可通过相关设计将接线盒、连接线等隐藏在组件 和踏板下方。既可防阳光直射和雨水侵蚀，又不会影响建 筑物的外观效果 。 屋面受力 传统钢结构后置式光伏 发电屋面的压型金属板 与后置的光伏电池板的受力复杂，金属板和光 伏电池板既有风载正压也有负压，光伏电池板 受力通过支架传递到压型金属板，长期的风载 作用和变形会产生疲劳效应，影响结构安全。 光伏建筑 一体化屋面只是单纯的屋面，结构受力清晰，结 构安全性高。另外，该系统采用双面玻璃组件，钢化玻璃 的厚度符合国家建筑设计规范，是通过严格的力学计算得 出，能够满足屋面安全性要求。 防水可靠性 在压型金属板屋顶安装完毕后，后期屋面二次 上人安装光伏组件等设备，会因为吊装、施工 踩踏、长期光伏自重荷载和局部设备超载，从 而造成彩钢板或铝镁锰板永久沉降形变，造成 后期隐患性漏水并且难于检修和发现漏点 . 主要采用憎水性玻璃面板与主水槽、防水密封等形成屋面 防排水系统，组件与组件间使用可靠的密封扣条进行固定 和密封，泛水包边采用对焊连接，系统设计带有防震动体 系，可有效防止海边高频次风荷载作用，有效消化伸缩变 形、温度变形。整个屋面表面的无穿孔连接技术，避免了 漏水的隐患。 施工难度和速度 分 二期施工，施工周期长。直立锁边铝镁锰屋 面板施工难度大。光伏建筑一体化屋面施工难 度小，安装速度快，工程进度有保障。 在完成支架和水槽施工后，每人每天至少安装 40 (25 块 组件 ) ，以 10000 主屋面为例， 20 人 15 天左右即可完 成组件安装和屋面的整体密封工作。 屋面运营维护 施工检修中多次踩踏，屋面变形大，漏水隐患 多，维修难度大。光伏建筑一体化屋面同步设 计、施工，对屋面构件形成保护，不造成二次 施工踩踏破坏。 屋面以单块电池组件为单元模块化设计安装，可随意拆 卸、修葺，检修维护方便 ； 屋面根据合理运维半径设置的 检修走道踏板，对屋面和组件都不造成破坏 。 资料来源： 北极星太阳能光伏网、 天风证券研究所 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 7 1.1.2. 并网发电更具备商业投资价值， 可 与屋顶、墙体和遮挡装置等 建筑结构 结合 并网发电更符合 BIPV 系统的中长期发展逻辑， 具备商业投资价值 。 BIPV 的 发电 运作系统 通常分为独立（离网）型光伏发电系统和并网型光伏发电系统，离网型系统指的是不与常 规的电网相连接，独立的运行系统，通常是“自给自足”的用电模式， 电 能 储存在蓄电池 组中； 而 并网型系统发电原理为由 BIPV 组件通过 “光生伏特” 效应将太阳能转化为直流 电，汇流系统将直流电传输至逆变设备，逆变设备及其它设备将直流电转换为符合标准要 求的交流电后并入电网， 由于 并网发电不需要蓄电池 ， 降低了光伏发电系统的运营成本 ， 是光伏发电发展的合理方向 ， 同时 并网系统体现 出 光伏发电的商业 价值 。 图 3： BIPV 离网型和 并网型发电系统 资料来源： 马维锋 太阳能并网光伏发电系统装置的设计与应用 、 天风证券研究所 光伏系统并网又可分为分布式和集中式两种。 分布式 并网 主要基于建筑物表面，就近解决 用户的用电问题，通过并网实现供电差额的补偿与外送。集中式 并网则 充分利用荒漠地区 丰富和相对稳定的太阳能资源构建大型光伏电站，接入高压输电系统供给远距离负荷。 分 布式并网的优点在于可有效减少对电网供电的以来，减少光伏电站的占地面积，但目前电 压和无功调节的困难、大容量光伏的接入后功率因数的控制存在技术性难题，同时也增加 了系统管理的复杂性，而集中式并网虽然选址更加灵活，建设周期短，但是需要依赖较长 距离的输电线路送电入网，此外大容量的光伏电站须由多台变化装置组合实现，设备的协 同管理技术仍不够成熟。 表 3： 分布 式与集中式并网的优缺点对比 分布式并网 集中式并网 优点 光伏电源处于用户侧，发电供给当地负荷，视作负 载，可以有效减少对电网供电的依赖，减少线路损 耗。 选址更加灵活，光伏出力稳定性有所增加，并且充分利用太 阳辐射与用电负荷的正调峰特性，起到削峰的作用。 充分利用建筑物表面，可以将光伏电池同时作为建 筑材料，有效减少光伏电站的占地面积。 运行方式较为灵活，相对于分布式光伏可以更方便地进行无 功和电压控制，参加电网频率调节也更容易实现。 与智能电网和微电网的有效接口，运行灵活，适当 条件下可以 脱离 电网独立运行。 建设周期短，环境适应能了强，不需要水源、燃煤运输等原 料保障，运行成本低，便于集中管理，受到空间的限制小， 可以很容易地实现扩容。 缺点 配电网中的潮流方向会适时变化，逆潮流导致额外 损耗，相关的保护都需要重新整定，变压器分接头 需要不断变换等问题。 需要依赖长距离输电线路送电入网，同时自身也是电网的一 个较大的干扰源，输电线路的损耗、电压跌落、无功补偿等 问题将会凸显。 电压和无功调节的困难，大容量光伏的接入后功率 因数的控制存在技术型难题，短路电力也将增大。 大容量的光伏电站由多台变换装置组合实现，这些设备的协 同工作需要进行同一管理，目前这方面技术尚不成熟。 需要 在 配电网级的能量管理系统，在大规模光伏接 入的情况下进行负载的同一管理。对二次设备和通 讯提供了新的要求，增加了系统的复杂性。 为保证电网安全，大容量的集中式光伏接入需要有 LVRT 等 新的功能，这一技术往往与孤岛存在冲突 。 资料来源： 董胜宪 再论山东海阳核电厂厂区标高和厂区护堤设计标准的确定 、天风证券研究所 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 8 光伏电池 方阵 、并网逆变器属于光伏发电系统的关键设备。 光伏电池组件、光伏方阵支架、 直流汇流箱、直流配电箱、并网逆变器、交流配电柜等设备（如果是高压并网还应该有升 压变压器） ， 是光伏并网系统的基本设备， 相比独立 型 发电系统来说 ， 因无需增加电脑储 能系统， 并网型发电系统 结构 设备 更为 简单 。 1） 光伏 电池方阵 ： 太阳能光伏电池组件通过串联或者并联组合而成的实际供电装置 。 太 阳能光伏阵列就是由光伏组件组成，是整个系统的核心，也是光伏发电系统中最 有 价值的 部分 ， 其作用就是将太阳能转换成电能。影响光电转换效率取决 光 光伏板电池的排列 ， 因此 光伏电池片是最小的单元，通常多片电池片排列组合好之后形成光伏电池组件。 图 4： 光伏 电池方阵 示意图 资料来源： 张斐 南方工业厂房顶光伏一体化构造研究 、 天风证券研究所 从更小的光伏电池片来看，光伏组件中 使用的主要 是晶硅太阳能电池和薄膜太阳电池 ，前 者占据了主要的市场份额 。 晶硅太阳能分为单晶硅和多晶硅两种品类， 相较于多晶硅，单 晶硅的纯度更高，发展和应用时间更长， 具有 较 高 的 电池转换效率和良好的稳定性，但 是 生产 成本 较高，电耗较高 。 薄膜式电池，相对晶体硅电池来说其生产工艺少，成本低，其 最突出的优点是在弱光条件下也能发电，其厚度减小，质量也轻、应用更加方便 ，有利于 建筑美观， 但是其缺点是稳定性不高、光电转换效率 低 ， 通常分为 硅基、碲化镉（ CdTe）、 铜锢镓硒（ CIGS）这三类薄膜电池。 表 4： 太阳能电池种类 商业化太阳电池种类 材料属性 转化效率 第一代 晶硅太阳能电池 单晶硅太阳能电池 硅半导体 17%-22% 多晶硅太阳能电池 硅半导体 16%-19% 第二代 薄膜太阳能电池 硅基薄膜电池 硅半导体 6%-10% 碲化镉（ CdTe）薄膜电池 化合物半导体 铜锢镓硒（ CIGS）薄膜电池 化合物半导体 资料来源： 张斐 南方工业厂房顶光伏一体化构造研究 、天风证券研究所 2）逆变器：将直流电转化为交流电的装置。 光伏系统 发电是发直流电，因此并网发电， 或者在直接使用过程中，很多设备需要交流电供电，就必须配备逆变器。逆变器分两种： 独立光伏系统逆变器和并网光伏系统逆变器。其作用除了输出稳定的交流电外，为了保护 发电系统，一般还具有一定的过载能力。逆变器必须具有快速响应，启动平稳，运行稳定， 及换流损失小、逆变效率高等要求。 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 9 图 5： 光伏逆变器装置 图 6： 并网型光伏系统逆变器装置 资料来源： 北极星太阳能光伏网 、 天风证券研究所 资料来源： 北极星太阳能光伏网 、 天风证券研究所 目前 光伏与建筑的结合有两种方式 ： 1） 建筑与光伏系统相结合 ， 2） 建筑与光伏 组 件相结 合 ， BIPV 系统则属于后者。 传统的 BAPV 系统是 建筑与光伏系统相结合 ， 把封装好的的光 伏组件平板或曲面板安装在居民住宅或建筑物的屋顶上 ， 再与逆变器 、 蓄电池 、 控制器 、 负载等装置相联 ，而 BIPV 系统则强调 建筑与光伏 组 件相结合 ， 将光伏 组 件与建筑材料集 成化 。 一般的建筑物外围护表面采用涂料 、 装饰瓷砖或幕墙玻璃 ， 目的是为了保护和装饰 建筑物 。 如果用光伏 组 件代替部分建材 ， 即用光伏组件来做建筑物的屋顶 、 外墙和窗户 ， 这样既可用做建材也可用以发电 。 但是将 光伏 组 件用做建材 ， 必须具备建材所要求的几项 条件 ： 坚固耐用 、 保温隔热 、 防水防潮 、 适当的 强度和刚度等性能 。 若是用于窗户、天窗 等 ， 则必须能够透光 ， 除此之外 ， 还要考虑安全性能 、 外观和施工简便等因素 。 光伏与建筑 材料 结合的形式主要包括与屋顶 、墙体和遮挡装置等相结合。 根据江苏省城市 规划设计研究院主编的太阳能光伏与建筑一体化构造中的示意图， 太阳能发电系统 可 与屋顶、 采光顶、幕墙、阳台、护 栏 等建筑 结构组合 ， 形成绿色环保节能的建筑物，也可 与建筑材料结合形成光伏遮阳构件、光伏雨篷构件，从而达到遮阳挡雨的作用 。 图 7： 太阳能光伏发电系统与建筑结合示意图 资料来源： 江苏省城市规划设计研究院、 天风证券研究所 1） 光伏组件与建筑屋顶结合 ： 建筑屋顶形式有平屋顶、 斜 屋顶、曲面等不规则屋顶等形 式，因此光伏组件与屋顶的结合也有多种形式，如坡屋顶有太阳能瓦，嵌入式斜屋面，光 伏玻璃顶棚等 ， 从发电角度上来讲，平屋顶发电的经济效益最好。 由于 平屋顶可以把光伏 系统安装在最佳的日照角度，以获得最大的发电量，采用的光伏组件除了屋顶防水保温外， 不 与 其他冲突。斜屋顶可以根据光伏组件需要的最佳角度来设置屋顶坡度，因此正南向斜 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 10 屋顶可以达到发电效益较好；但是除了正南向，其他方向受自身角度的影响，发电效益次 之。 空 间结构的曲面屋顶，一般要求较高的力学性能和结构连接，同时对美学要求也相对 较高。一般在安装 时候，如果采用刚性组件，一般都会分解成近似平面的小局部，因此很 多小的局部都可能时唯一形状且放置在唯一位置，因此无法像平屋顶或者坡屋顶那样采用 标准的光伏组件以获得最大的发电效益。发电成本较高，施工难度也较大，但是能够带给 建筑视觉效果上的提升 。 图 8： 光伏组件与屋顶结合示意图 资料来源： 张斐 南方工业厂房顶光伏一体化构造研究 、 天风证券研究所 2） 光伏组件与建筑墙面结合 ： 即是指光伏幕墙 。 光伏幕墙除了应符合自身的发电需求外 还要集建筑幕墙功能、通风采光、透明度、外部维护、力学、美学等功能一体。光伏幕墙 可分 为 透明和不透明光伏幕墙。透明光伏幕墙采用 非晶硅（薄膜）类 光伏玻璃组件，或者 是 使用 没有满铺的晶硅玻璃组件，不透明光伏组件则可以和其他外墙建筑材料拼接在一起。 图 9： 光伏组件与建筑 幕墙 结合示意图 资料来源： 张斐 南方工业厂房顶光伏一体化构造研究 、 天风证券研究所 3） 光伏组件与建筑遮阳结合 ： 主要是利用建筑的阳台、空调栏板、露台、遮阳挑板等功 能性构件设置光伏组件，起到发电与遮阳统一作用。 作为维护栏板的光伏组件，应有适当 的倾角，具体角度应充分考虑最佳日照角度以及栏板外观造型等综合因素来确定，并且与 主体建筑之间的连接要牢固，一般情况是与预埋构建连接，要注意做好防水。作为阳台栏 板的光伏构建，应满足高度、刚度、强度、防雷、抗风、抗震等维护与防护功能，同时还 要考虑电气安全。光伏组件 由于 背面温度较高，也要注意电气连接件损坏可能引起的安全 事故，以及儿童烫伤安全等问题。 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 11 图 10： 光伏组件与建筑 遮阳 结合示意图 资料来源： 张斐 南方工业厂房顶光伏一体化构造研究 、 天风证券研究所 光伏 系统 与建筑 的结合要求在建筑的不同阶段更具有协同设计和全局考虑 。 以往 BAPV 系 统的使用过程中， 由于 大部分建筑师对光伏产品的了解甚少，光伏组件通常被建筑师视为 一种特殊的建筑材料，而光伏设计一般由光伏企业进行专项化设计，独立 于 建筑设计整体 之外，因此经常造成光伏组件与建筑主体的脱节，导致一体化构造的缺失以及其他一系列 的 问题， 而在光伏系统与建筑的结合过程中，若采用 BIPV 的方式，光伏组件与 建筑物 同 时 设计、施工和安装 ，这对设计环节作出更高的要求，同时多方的参与 、 合作亦必不可少。 1.1.3. 当前应用仍以工商业屋顶为主，总长期阳台、车棚等场景有望逐渐丰富 目前国内 BIPV 主要应用于 新建 工商业屋顶，住宅领域布局较少。 由于 屋顶 面积大、电价 高昂 、标准化、节能减排、隔热降温等 因素推动下，使得 国内发展屋顶式光伏主要是以 政 府投资公共建筑、工业、商业等 项目的屋顶为主 ， 也存在少部分用于工商业项目的幕墙和 阳台， 住宅 领域的布局 较少 ，相较于 BAPV 的二次施工， BIPV 一体化技术在工商业厂房领 域具备明显的施工优势。 图 11： 上海某典型 BIPV 建筑 图 12： 嘉兴某典型 BIPV 建筑 资料来源： 天合智慧分布式能源 、 天风证券研究所 资料来源： 天合智慧分布式能源 、 天风证券研究所 此外 BIPV 的应用 也逐步 拓展到遮阳棚、阳台、车棚等多个应用场景 。 位于中山市沙溪镇 乐群龙阳路的 车棚 BIPV 项目，光伏阵列面积达 1600m，总装机容量 328.86kWp，年度发 电量达 34 万 kWh。当地物业公司为缓解场地紧张，提高住户体验进行的创新试点，项目 在整栋大厦的基础结构上，通过精确现堪和设计，在楼顶与底楼平台上加盖了的光伏系统 与光伏车棚，均采用了 BIPV 模式，既能有更高的发电效率又能防雨防漏、隔热降温，保 护屋顶设施与车棚内车辆不受环境等的影响。 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 12 图 13： 中山某典型 BIPV 车棚项目 资料来源： 天合智慧分布式能源 、 天风证券研究所 1.2. 政策： 绿色主旋律下，光伏建筑重要性凸显， BIPV 提供新 的发展 思路 1.2.1. 绿色建筑 &碳中和 背景推动光伏建筑发展 绿色建筑， 根据 住建部绿色建筑评价标准（ GB/T 50378-2014）所给的定义，绿色建 筑是指在建筑的全生命周期，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环 境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。 建筑 的全生命周期是指包括建筑的物料生产、规划、设计、施工、运营维护、拆除、回用和处 理的全过程 ，绿色建筑对于节能减排做出更高的要求， 和装配式建筑类似，绿色建筑也有 打分体系，根据标准，绿色建筑最低得分为 40 分，当总分达到 50 分、 60 分、 80 分时， 绿色建筑登记分别为一星级、二星级、三星级。 图 14： 绿色建筑打分公式 资料来源： 住建部 绿色建筑评价标准 、 天风证券研究所 从绿色建筑得分中各类评价指标来看，节能与能源利用的打分权重最高 ，光伏建筑契合绿 色建筑的发展 。 绿色建筑的七项权重分别是节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水 资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量、施工管理和运营管理，从不同的权重系 数来看，节能与能源利用在居住和公共建筑中打分比重均最高， 我们认为太阳能作为最清 洁的能源，可满足节能与能源利用的最高要求，光伏建筑则是绿色建筑重要的实现路径。 图 15： 绿色建筑得分中各类评价指标的权重 资料来源： 住建部 绿色建筑评价标准 、 天风证券研究所 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 13 十四五阶段 绿色生态重要性进一步提升，利好光伏建筑发展。 3 月 12 日新华社播发 国民 经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要 ，对比十三五阶段，十四五阶 段强调“ 生产生活方式绿色转型成效显著，能源资源配置更加合理、利用效率大幅提高， 单位国内生产总值能源消耗和二氧化碳排放分别降低 13.5%、 18%，主要污染物排放总量持 续减少，森林覆盖率提高到 24.1%，生态环境持续改善，生态安全屏障更加牢固 ” ， 绿色生 态的重要性更加凸显，各省市对于绿色建筑的补贴政策有助于绿色建筑成为发展的新方向。 表 5： 各省市对于绿色建筑均有补贴政策 地区 类别 政策要点 北京 北京市装配式建筑、绿色建筑、 绿色生态示范区项目市级奖励资金 管理暂行办法 取得二星级、三星级绿色建筑运行标识的项目分别给予 50 元 /平方米、 80 元 /平方米的奖励资金，单个项目最高奖励不超过 800 万元。 上海 上海市建筑节能和绿色建筑示范 项目专项扶持办法 支持范围包含 8 项，其中支持可再生能源与建筑一体化示范项目。利用太 阳能、浅层地热能等可再生能源与建筑一体化的居住建筑或公共建筑。二 星级绿色建筑运行标识项目每平方米补贴 50 元，三星级绿色建筑运行标识 项目每平方米补贴 100 元。符合可再生能源与建筑一体化示范的项目，采 用太阳能光热的，每平方米受益面积补贴 45 元；采用浅层地热能的，每平 方米受益面积补贴 55 元。 重庆 关于完善重庆市绿色建筑项目资 金补助有关事项的通知 对获得金级绿色建筑标识的项目仍按项目建筑面积 25 元