盡管是這樣一個陷入困境的國家，澳大利亞在擁抱太陽能的競爭中仍然落后。盡管全國各地都有成千上萬的屋頂裝飾著太陽能電池板，但我們還沒有看到合乎邏輯的下一步：將太陽能光伏電池作為其結構不可分割的一部分。

我們的實驗室希望改變這種狀況。我們已經(jīng)開發(fā)出了一種太陽能屋面瓦，使用專門定制的粘合劑在其表面集成了太陽能電池。現(xiàn)在，我們正在測試它們在澳大利亞惡劣溫度下的性能。

我們的初步測試結果表明，與傳統(tǒng)的太陽能電池板相比，我們的太陽能瓦發(fā)電量可提高19%。這是因為瓷磚比太陽能電池板更有效地吸收熱能，這意味著瓷磚的表面在持續(xù)的陽光下加熱得更慢，從而使太陽能電池有更多的時間在較低的溫度下工作。

澳大利亞的溫室氣體排放量繼續(xù)上升，這使得履行《巴黎協(xié)定》下的承諾變得更加困難。

在全球范圍內，商業(yè)和住宅建筑約占能源消耗的40%。因此，其他國家正在努力通過使建筑物更節(jié)能來減少溫室氣體排放。例如，歐洲聯(lián)盟已承諾到2050年使所有大型建筑物實現(xiàn)碳中和。歐洲和美國都在努力利用可利用太陽能的材料建造建筑物。

在澳大利亞，建筑物僅占能源消耗的20%左右，這意味著通過提高效率而減少的總排放量較小。

這并不是說我們不應該這樣做，尤其是考慮到可用的日照量。然而，與其他國家相比，澳大利亞在太陽能智能建筑材料方面的青春期非常長。

在最近發(fā)表在《太陽能》雜志上的一篇評論中，我們在澳大利亞找到并討論了阻礙采用太陽能發(fā)電結構(稱為“建筑集成光伏”或BIPV)的問題。

根據(jù)我們審查的研究，對采用這些技術的大部分擔心歸結為簡單的缺乏了解。我們確定的因素包括：對前期成本和投資回收期的誤解;缺乏技術知識;對建筑物的微氣候未來變化的擔憂;甚至宣傳反對氣候變化和可再生能源。

在全球范圍內，BIPV系統(tǒng)僅占太陽能光伏市場的2.5%(在澳大利亞幾乎為零)。但這預計到2022年全球將上升到13%。

開發(fā)新的BIPV技術，例如太陽能瓦和太陽能外墻，不僅可以減少溫室氣體的排放，還可以為企業(yè)和經(jīng)濟帶來巨大的潛力。

根據(jù)一項全國性調查(請參閱此處的澳大利亞條目)，與屋頂安裝的其他系統(tǒng)相比，澳大利亞房主對屋頂太陽能電池板的舒適度仍然要高得多。

因此，我們認為，如果我們想在澳大利亞推廣BIPV系統(tǒng)，那么我們的太陽能屋頂瓦就是一個理想的起點。與傳統(tǒng)的安裝在屋頂?shù)奶柲茈姵匕逑啾?，我們的瓷磚具有一系列優(yōu)勢，例如維護成本低，外觀吸引人，易于更換，并且在屋頂上沒有額外的負載。

未來的挑戰(zhàn)

然而，該技術的主要挑戰(zhàn)是當前的高成本，消費者意識差以及缺乏工業(yè)規(guī)模的制造工藝。我們借助西悉尼大學的3D打印設施制作了瓷磚，只需稍加修改即可將其連接到現(xiàn)有的瓷磚生產(chǎn)機器上。

目前商業(yè)太陽能瓦的安裝成本可能高達每平方米600澳元，包括逆變器。

而且，關于屋頂磚在長期使用中的性能方面的信息很少，也沒有關于太陽能磚是否會影響建筑物內部條件的數(shù)據(jù)。瓷磚可能會升高內部溫度，從而增加對空調的需求。

為了回答這些問題，我們正在對太陽能磚進行完整的生命周期成本分析，并研究降低成本的方法。我們的目標是將包括逆變器在內的成本降低到每平方米250澳元甚至更低。這樣的價格有望使澳大利亞房主有能力將太陽能引入其房屋結構。