我们可以制造内置太阳能电池的屋顶瓦

尽管是这样一个问题重重的国家，澳大利亚在拥抱太阳能的竞争中仍然落后。虽然全国各地有成千上万个用太阳能电池板装饰的屋顶，但我们还没有看到合乎逻辑的下一步：将太阳能光伏电池作为其结构的组成部分。

我们实验室希望改变这种情况。我们开发了一种太阳能屋顶瓦，其中太阳能电池用一种特别定制的粘合剂集成在其表面。现在，我们正在测试他们在澳大利亚恶劣气温下的表现。

我们的初步测试结果表明，与传统的太阳能电池板相比，我们的太阳能瓦片的发电量可以提高19%。这是因为瓷砖比太阳能电池板更有效地吸收热能，这意味着瓷砖表面在持续的阳光照射下升温更慢，这样太阳能电池就有更多的时间在更低的温度下工作。澳大利亚的温室气体排放量持续上升，这使得履行《巴黎协定》下的承诺更加困难。

在全球范围内，商业和住宅建筑约占能源消耗的40%。因此，其他国家正试图通过提高建筑能效来减少温室气体排放。例如，欧盟已经承诺在2050年前让所有大型建筑实现碳中和。欧洲和美国都在尝试用能利用太阳能的材料建造建筑物。在澳大利亚，建筑只占能源消耗的20%左右，这意味着通过提高效率减少的总排放量更小。

这并不是说我们不应该这样做，尤其是考虑到可用的阳光量。然而，与其他国家相比，澳大利亚在太阳能智能建材方面的青春期非常长。在最近发表在期刊《太阳能》上的一篇综述中，我们发现并讨论了阻碍太阳能发电结构(称为“建筑集成光伏”或BIPV)在澳大利亚采用的问题。

根据我们回顾的研究，大多数关于采用这些技术的担忧都可以归结为缺乏理解。我们确定的因素包括：对前期成本和回收期的误解；缺乏技术知识；关注建筑微气候的未来变化；甚至反对气候变化和可再生能源的宣传。在全球范围内，BIPV系统仅占太阳能光伏市场的2.5%(在澳大利亚几乎为零)。但预计到2022年，全球这一比例将升至13%。

开发新的BIPV技术，如太阳能瓦和太阳能外墙，不仅可以减少温室气体排放，还可以为企业和经济带来巨大的潜力。根据一项全国性调查(此处请参考澳大利亚词条)，与安装在屋顶的其他系统相比，澳大利亚的房主仍然对屋顶太阳能电池板感到舒适得多。

因此，我们认为，如果我们想在澳大利亚推广BIPV系统，那么我们的太阳能屋顶瓦是一个理想的起点。与安装在屋顶上的传统太阳能电池板相比，我们的瓦片具有一系列优势，如维护成本低、外观漂亮、易于更换、屋顶无额外负荷等。未来的挑战

然而，该技术的主要挑战是目前的高成本、消费者意识差和缺乏工业规模的制造技术。在悉尼西部3D打印设施的帮助下，我们制作了瓷砖，只需稍加修改，就可以连接到现有的瓷砖生产机器上。目前商用太阳能瓦片的安装费用可能高达每平方米600澳元，包括逆变器。

而且屋面瓦在长期使用中的性能资料很少，太阳能瓦是否会影响建筑内部条件也没有数据。瓷砖可能会提高室内温度，从而增加对空调的需求。

为了回答这些问题，我们正在对太阳能瓦片进行完整的生命周期成本分析，并研究降低成本的方法。我们的目标是将包括逆变器在内的成本降低到每平方米250澳元甚至更低。这样的价格有望使澳大利亚房主将太阳能引入他们的建筑结构。