2024-06-06 17:56:14 作者：田立陽(yáng)
從家鄉(xiāng)遼寧到香港中文大學(xué)，從中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院到西安，直至成為“秦創(chuàng)原”創(chuàng)新人才，牽著劉壯博士跨越半個(gè)中國(guó)的是一塊“薄膜” — 一塊可以發(fā)電的、神奇的“薄膜”。17年的時(shí)間里，劉壯和團(tuán)隊(duì)一起，讓一個(gè)聽(tīng)上去有些“天方夜譚”的故事在西安變成了現(xiàn)實(shí)。
劉壯是遼寧人，本科畢業(yè)于北京師范大學(xué)物理系，之后赴香港中文大學(xué)物理系繼續(xù)深造，專注于薄膜太陽(yáng)能方面的研究，并順利完成碩士、博士研究生學(xué)業(yè)，積累了豐富的理論基礎(chǔ)，練就了一定的實(shí)踐創(chuàng)新能力。
2008年博士畢業(yè)之后，劉壯進(jìn)入中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院工作，隨后擔(dān)任薄膜太陽(yáng)能電池工程研究中心主任，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了薄膜太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化效率的紀(jì)錄。2009年，他和團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室做出了第一塊指甲蓋大小的薄膜光伏發(fā)電板，隨后又承擔(dān)了薄膜光伏領(lǐng)域里的第一個(gè)國(guó)家973項(xiàng)目，將光伏發(fā)電效率提高到了20.1%，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)薄膜光伏器件工藝跨入世界第一梯隊(duì)，并建立了自主研發(fā)的全國(guó)產(chǎn)中試生產(chǎn)線，為實(shí)驗(yàn)室技術(shù)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化提供了基礎(chǔ)支撐。
然而，薄膜光伏從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化，并非易事。中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院與香港中文大學(xué)曾合作評(píng)估認(rèn)為，把香港的建筑表面全部安裝光伏發(fā)電基板，幾乎可以解決整個(gè)城市的用電，這讓劉壯眼前一亮。他認(rèn)為，薄膜光伏最好的應(yīng)用場(chǎng)景就是與建筑物的恰當(dāng)結(jié)合。
2018年，擁有近20年建筑幕墻產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)的西安中易建科技董事長(zhǎng)正在尋求技術(shù)創(chuàng)新，他慕名拜訪劉壯，兩人很快就薄膜光伏應(yīng)用到建筑外立面上的產(chǎn)業(yè)化前景達(dá)成共識(shí)。為了實(shí)現(xiàn)薄膜光伏產(chǎn)業(yè)化夢(mèng)想的劉壯，毅然放棄了深圳優(yōu)厚的待遇，全身心投入到了“建筑外立面智慧綠色能源系統(tǒng)”的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化中。
2020年，西安交大要在創(chuàng)新港核心區(qū)建設(shè)一幢具有領(lǐng)先水平的創(chuàng)新性建筑既是科研樓，又具有建筑領(lǐng)域新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。在了解到劉壯團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立的基于建筑外立面的集綠色能源、新型建筑、智慧城市于一體的“智慧綠色能源”系統(tǒng)之后，雙方一拍即合。
創(chuàng)新港科研7號(hào)樓從外觀看起來(lái)非常普通，實(shí)際卻融合了薄膜光伏發(fā)電、智能通信、立體安防、無(wú)人物流等多種先進(jìn)的技術(shù)。從設(shè)計(jì)之初到現(xiàn)場(chǎng)施工，劉壯博士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，在建筑的外立面、屋頂?shù)葓?chǎng)景應(yīng)用“智慧綠色能源系統(tǒng)”2755㎡，光伏裝機(jī)功率458kW，年發(fā)電量約40萬(wàn)度，完全滿足了建筑空調(diào)、照明、辦公等用電需求，此外還實(shí)現(xiàn)了建筑內(nèi)及外250m范圍內(nèi)5G信號(hào)全覆蓋，建筑周邊100m范圍內(nèi)立體安防、無(wú)人機(jī)物流、物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)管理平臺(tái)。
目前，該項(xiàng)目已運(yùn)行2年多的時(shí)間，節(jié)能降碳效果顯著，榮獲“世界工程組織聯(lián)合會(huì)頒發(fā)的工程建設(shè)卓越獎(jiǎng)”（2023年全球唯一獲獎(jiǎng)項(xiàng)目），并以第一名成績(jī)?nèi)脒x“國(guó)家第三批智能光伏試點(diǎn)示范項(xiàng)目”“陜西省科技創(chuàng)新優(yōu)秀案例”以及“陜西省秦創(chuàng)原創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)平臺(tái)建設(shè)典型案例”。
“建筑外立面智慧綠色能源系統(tǒng)”已獲得專利百余項(xiàng)，中易建科技集團(tuán)牽頭編制了《陜西省建筑外立面太陽(yáng)能光伏一體化》系列標(biāo)準(zhǔn)，并正在推動(dòng)成為國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。2023年8月，陜西省住建廳、發(fā)改委等九部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于大力發(fā)展建筑外立面和屋頂太陽(yáng)能光伏一體化技術(shù)與應(yīng)用的實(shí)施意見(jiàn)》及配套文件，支持在全省推廣應(yīng)用。目前，該核心技術(shù)已經(jīng)在西安、榆林、銀川、武漢、上海、重慶等地多個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目中應(yīng)用，涵蓋公共機(jī)構(gòu)建筑、學(xué)校、醫(yī)院、酒店、工業(yè)園區(qū)、農(nóng)房等，每年減少二氧化碳排放上萬(wàn)噸。
從一塊薄膜光伏面板到整棟建筑外立面實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電，今年45歲的劉壯用了17年的時(shí)間。多年的堅(jiān)持，終于迎來(lái)了黎明的曙光。劉壯認(rèn)為，隨著政府政策的大力支持和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的成熟，我們有信心讓陜西在建筑光伏一體化領(lǐng)域成為全國(guó)的排頭兵，更有自信把技術(shù)向全國(guó)推廣，開創(chuàng)從“節(jié)能型”建筑向“產(chǎn)能型”建筑跨越式升級(jí)新局面。
編輯：海洋