超越节能：BIPV改造与医院能源安全新战略

随着我国“双碳”目标的深入推进，医疗机构的绿色低碳转型已成为实现可持续发展的重要路径。三级医院作为能源消耗密集型公共建筑，其庞大的建筑面积与连续的用能特性，使之成为建筑节能改造的关键领域。

传统医院建筑多依赖化石能源，能源成本居高不下，且在极端天气事件频发的背景下，能源供应韧性不足可能影响医疗服务的连续性。光伏建筑一体化（BIPV）技术通过将光伏组件与建筑外围护结构有机结合，实现了绿色发电与建筑功能的完美融合，为医院能源转型提供了创新解决方案【1】。

近年来，各级医院纷纷探索光伏发电技术的应用。从初期简单的屋顶加装，到如今与建筑深度集成的BIPV系统，医院光伏改造的技术路径日趋成熟与多元。研究证明，BIPV改造有助于降低医院运营成本、增强能源韧性、减少碳排放、推动绿色医疗发展，为同类医院实现低碳转型提供了可行路径和参考【2】。

本文通过分析奉化区中医医院、太湖县人民医院等案例，解读了三级医院进行建筑光伏一体化（BIPV）改造的全过程，包括规划、设计、施工和运维。结合政策与技术标准，探讨了项目中的关键技术难题及应对措施，并评估了其在经济、环保及社会方面的效益。通过系统梳理三级医院建筑光伏一体化改造的实践案例、技术流程、规范标准及效益评估，本文旨在构建一套完整、可推广的实施框架，为推进绿色医院建设提供理论参考和实践指导。

医院屋顶「变身」记
光伏打造绿色电站

三级医院的能源需求具有连续稳定、负荷量大、可靠性要求高的显著特点。医院是24小时不间断运行的公共机构，其手术室、ICU、影像科等重点科室对供电稳定性有着极为严格的要求。

与此同时，医院的空调、通风、照明及医疗设备构成了巨大的电力负荷，能源支出已成为医院运营的重要成本组成部分。以奉化区中医医院为例，该院通过建设950.35kWp分布式光伏车棚电站，年发电量预计高达95万度【4】，可有效缓解医院用电压力。

类似的，太湖县人民医院建设的1125kW屋顶光伏项目，预计年发电量达110万余度【5】，可满足医院10%的用电需求。

医院BIPV改造前的评估与规划是项目成功的基础。这一阶段需全面考察医院的建筑结构、用能模式、空间资源及区域气候等特点。奉化区中医医院在项目规划初期，创新性地采用了「合同能源管理」模式，由第三方能源公司投资建设并运营维护，医院无需承担初始投资压力，仅以协议价使用绿色电力，实现了医院与能源公司的双赢【4】。这种模式特别适合资金受限的公立医院，极大地推动了光伏技术在医疗领域的应用。

在资源评估方面，太湖县人民医院充分利用了新院区屋顶资源丰富的优势，安装了2500余块单晶硅组件构成分布式发电网络【5】。而奉化区中医医院则别出心裁地利用停车场空间，采用BIPV技术建设光伏车棚，既实现了车辆遮阳挡雨的功能，又创造了清洁电力，还提升了患者就医体验，实现了空间资源的高效复合利用【4】。

     表1：医院光伏一体化改造前期评估关键要素  

医院光伏系统的设计需综合考虑发电效率、安全可靠性与医疗环境特殊性。在组件选型方面，奉化区中医医院和太湖县人民医院均选用了高效单晶硅光伏组件【4-5】，其转换效率高、衰减率低，符合医院对可靠性的高要求。

在系统架构上，医院光伏项目普遍采用「自发自用，余电上网」的模式。这种模式确保了光伏电力优先供应医院内部使用，最大程度地节约电费支出，而剩余电力则可送入公共电网，产生额外收益。

BIPV技术的核心在于光伏组件与建筑的一体化整合。奉化区中医医院的光伏车棚项目采用BIPV安装形式，利用光伏组件直接作为车棚顶棚结构，替代传统遮阳棚材料【4】。

这种设计不仅实现了车辆遮阳挡雨的基础功能，又能通过光伏发电产生清洁能源，显著提高了空间利用效率。值得一提的是，该项目建成后，200个车位的顶棚均为光伏组件，市民停车时不仅享受到了阴凉，还能直观感受到节能降碳的理念，增强了用户的绿色环保意识【4】。

五步构建医院绿色发电站
光伏改造全流程解析

医院光伏一体化改造的实施流程包括评估规划、设计审批、施工安装、验收并网和运营维护五个主要阶段。在评估规划阶段，需要全面分析医院的用电需求、建筑结构以及地理位置等因素；在方案设计阶段则需制定详细的太阳能系统设计方案，包括设备选型、安装位置规划等。

审批与采购阶段尤为关键，特别是在中国政策环境下。如湖北宜城明确规定，所有学校、医院、政府投资标准厂房、办公楼等国有和集体权属房屋，未经批准不得擅自实施屋顶光伏发电项目。而户用光伏项目并网更需要8个部门的签字，包括发改局、自然资源和规划局、住建局、市场监管局、城管执法局、应急管理局等【6】。这一严格流程虽增加了项目前期工作量，但确保了项目的合规性与安全性。

施工安装阶段需要特别关注医疗环境的特殊性，避免对医疗设备和患者休息造成干扰。

表2：医院光伏项目实施流程及关键节点   

医院光伏的「政策天平」
补贴红利与审批难题，何以平衡？

中国各级政府对分布式光伏发电项目给予了不同程度的政策支持。奉化区中医医院和太湖县人民医院的光伏项目，都是积极响应国家「双碳」目标的具体实践【2】。

然而，医院光伏项目也面临一定的政策约束。如前文提到的湖北宜城，明确要求公共建筑屋顶光伏不得擅自开发，并设立了复杂的审批流程。

这些规定虽然增加了项目实施的难度，但也从另一个角度规范了市场秩序，保障了项目质量。因此，医院在开展光伏改造前，务必深入了解地方政策规范，确保项目全程合规。

医院如何利用双面发电与智能运维提升光伏效率？

医院光伏一体化改造可产生显著的直接经济效益。奉化区中医医院的950.35kWp光伏车棚电站，年发电量预计高达95万度，有效降低了医院用电成本【4】。太湖县人民医院的光伏项目年发电量达110万余度，满足医院10%的用电需求【5】。

除了直接的电费节约，光伏项目还能通过「余电上网」创造收益。奉化区中医医院的光伏系统采用「自发自用，余电上网」模式，在满足医院自身用电后，可将剩余电力出售给电网公司，形成额外收入来源【4】。此外，各类合同能源管理、租赁等创新商业模式，也能为医院带来租金收入或电费折扣，进一步增强了项目的经济可行性。

医院光伏项目的环境效益同样令人瞩目。奉化区中医医院的光伏车棚每年可减少碳排放约774吨，相当于节约标准煤290吨【4】。太湖县人民医院的全方位能源改造，包括光伏发电和气改电全电替代，使其2024年降低碳排放量4162吨，减排幅度达79%【5】。

这些减排效果对于改善区域环境质量、应对气候变化具有积极意义。特别是在人口密集的都市区域，医院作为公共服务机构，通过光伏改造践行环保责任，还能起到良好的示范引领作用，带动更多社会机构参与绿色能源转型。

医院光伏改造的社会效益多元而深远。最直接的是改善了患者就医体验，奉化区中医医院的光伏车棚让患者停车时「停了快两小时，车顶还是凉的」，与以往「方向盘烫得不敢碰」形成鲜明对比。    

这种实实在在的体验提升，增强了民众对医疗服务的满意度。

更为重要的是，光伏项目提升了医院的能源安全与韧性。此外，医院作为健康促进机构，通过使用清洁能源减少大气污染，间接改善了公共健康水平，实现了医疗健康与环境保护的双赢。

医院光伏改造
技术、管理与政策的三大关键因素

医院光伏一体化改造面临多项技术挑战。首先是建筑结构适配性问题，特别是对于老旧医院建筑，其屋顶承载能力、防水构造可能不满足BIPV安装要求。奉化区中医医院通过采用BIPV技术，将光伏组件直接作为车棚顶棚结构，成功规避了建筑结构改造的难题。对于需要屋面安装的情况，则需进行结构加固和防水改造，增加了项目复杂度和成本。

其次是电网接入与能量管理的技术挑战。医院光伏系统并网需确保电能质量，避免对精密医疗设备造成干扰。这种综合能源管理方案，有效解决了间歇性可再生能源与稳定医疗负荷之间的匹配问题。

医院光伏项目管理面临的主要挑战包括初期投资压力、运营维护复杂性和医疗环境特殊要求。奉化区中医医院通过「合同能源管理」模式，成功解决了资金问题。在这种模式下，能源服务公司承担项目投资，医院以协议电价使用光伏电力，实现了零初始投入的绿色能源利用。

在运营维护方面，太湖县人民医院通过物联网控制技术，实时采集设备运行数据，通过智能优化算法确保系统始终处于最优运行状态，实现无人值守与自动告警，大大降低了运维人力需求。这种智慧运维模式非常适合医疗机构，因为它最小化了对医疗主业的干扰。

医院光伏项目在政策层面主要面临审批流程复杂【6】、补贴政策不稳定和电网接入壁垒等挑战【6】。湖北宜城的案例显示，户用光伏项目并网需要8个部门签字【6】，这种多头管理虽确保了项目安全合规，但也显著增加了交易成本。医院需尽早启动审批程序，并与各部门充分沟通，以防项目延期。

此外，电网接入也是政策层面的难点。尽管国家层面要求分布式可再生能源发电「应并尽并」，但在实际执行中，仍存在技术标准不统一、审批时限长等问题。医院需与当地电网公司建立早期沟通机制，共同制定合理的接入方案，确保项目顺利并网。

光伏赋能医院
从技术到生态的升级

医院光伏一体化技术正朝着高效化、智能化、多功能化方向快速发展【3】。在组件技术方面，铜铟镓硒等薄膜光伏技术因其柔韧性好、弱光发电性能强、外观均匀等特点，更适合建筑集成应用。而PERC、HJT等高效晶硅技术的持续进步，则不断提高着光伏系统的能量转换效率，适应医院有限的安装空间。

系统集成技术的创新同样令人瞩目。智能微电网不仅提升了医院的能源自给率，还显著增强了供电可靠性，对于确保极端天气下的医疗服务连续性具有重要意义。

未来医院光伏系统将更加注重与建筑能源管理系统（BEMS）、医院信息管理系统（HIS） 的深度集成[8]。太湖县人民医院的实践表明，光伏发电系统与无纸化病历、SPD智慧物流管理等系统相结合，可形成全方位的绿色医院解决方案。这种跨系统集成实现了能源与医疗业务的协同优化，创造了超越能源本身的价值。

人工智能与大数据的应用也将重塑医院光伏系统的运营模式。通过AI算法，系统能够预测光伏发电功率和医疗负荷曲线，从而优化储能调度和用电策略。太湖县人民医院依托物联网控制技术，实时采集设备运行数据，通过智能优化算法确保系统始终处于最优运行状态，实现了从「被动应对」向「主动调控」的转变。

医院光伏一体化正与更多元的应用场景相融合。奉化区中医医院的「光伏+车棚」模式、云南新平的「橙光互补」项目、金湖县的「渔光互补」电站，都为医院光伏应用提供了丰富参考。

未来，医院场景中可能涌现「光伏+遮阳」、「光伏+幕墙」、「光伏+雨棚」等多种融合应用，实现土地和空间资源的立体化增值利用。

此外，光伏系统与充电基础设施的协同建设也将成为重要趋势。太湖县人民医院已规划新建20套120kW一拖二充电桩，满足日益增长的电动汽车充电需求【5】。这种「光伏+充电」模式实现了真正的零碳交通，进一步完善了医院绿色交通生态。

三级医院建筑光伏一体化改造是医疗系统实现绿色转型的重要路径。通过奉化区中医医院、太湖县人民医院等案例的分析，表明BIPV项目能够实现经济、环境、社会效益的多赢。这些项目不仅降低了医院运营成本，减少了碳排放，还提升了医疗服务体验和能源韧性，为绿色医院建设提供了实践范本。

成功的医院光伏一体化改造离不开科学的规划、创新的技术和成熟的商业模式。奉化区中医医院的「合同能源管理」模式有效解决了融资难题；太湖县人民医院的全电替代和智慧能源管理系统实现了能效提升。未来，随着技术进步和政策完善，医院光伏一体化将向更高效、更智能、更多元的方向发展【7】。光伏系统与医疗建筑的深度集成，将推动医院从被动的能源消费者转变为主动的能源生产者与管理者，最终实现医疗服务质量与可持续发展能力的同步提升。

参考文献：

[1] 国家发展改革委， 国家能源局. 《「十四五」可再生能源发展规划》[Z]. 2022.

[2] 住房和城乡建设部. 《建筑节能与可再生能源利用通用规范》（GB 55015-2021）[S]. 2021.

[3] 河北省住房和城乡建设厅。 《12系列建筑标准设计图集-太阳能光伏发电系统设计与安装》（DBJ/T02-81-2013-12D18）[S]. 2013.

[4] 奉化区中医医院950.35kWp分布式光伏车棚电站案例报道[N/OL]. 光伏能源网， 2024.

[5] 太湖县人民医院1125kW屋顶光伏及全方位能源改造项目介绍[N/OL]. 中国综合能源服务网， 2024.

[6] 湖北宜城市关于规范公共建筑屋顶光伏发电项目开发建设的通知[Z]. 宜城市政府门户网站， 2023.

[7] 王建国， 李霞. 公共建筑光伏建筑一体化(BIPV)技术应用与经济性分析[J]. 太阳能学报， 2022, 43(5): 112-118.

[8] 中国光伏行业协会官网。