城市上空的阳光：太阳能凉棚和太阳能停车场如何引领城市能源转型

能源转型正在迎来新的面貌——就在我们头顶上方。

透明太阳能电池：这项巧妙的技术正在改变我们的城市中心

屋顶太阳能装置和大型露天太阳能发电园区早已司空见惯，但城市和能源规划者们正逐渐关注一个此前未被开发的巨大潜力：停车场、步行区和公共广场。借助创新的半透明太阳能组件，这些原本封闭的表面正被改造为多功能太阳能凉棚和提供遮荫的高科技车棚。它们不仅能产生清洁电力直接为电动汽车充电，还能在建筑上提升城市空间美感，并提供抵御风雨的保护。几年前还被视为昂贵的小众概念，如今正迅速发展成为一个价值数十亿美元的市场。在欧洲技术突破和新政治势头的推动下，太阳能停车场和太阳能凉棚即将彻底改变城市基础设施。.

为什么光伏发电的未来不在屋顶，而是在我们头顶之上

这个想法极其简单，因此也极具革命性：为什么我们城市中心的大片区域，例如停车场、步行区和公共广场，不能同时提供遮荫和发电呢？答案在于一项有望从根本上改变可再生能源市场的技术：将半透明太阳能组件集成到优雅的凉棚结构和停车场顶棚中。几年前还被嘲笑为建筑噱头的技术，如今已发展成为一个价值数十亿美元、增长率达两位数的市场领域。.

市场正在波动

2024年全球太阳能车棚和太阳能遮阳棚市场规模为4.67亿美元，预计到2032年将增长至11.88亿美元，复合年增长率（CAGR）为14.6%。其他市场分析则给出了更为乐观的预测，认为到2025年市场规模将达到10.8亿美元，到2033年复合年增长率为10.6%。另一些分析师则估计，到2025年太阳能车棚市场规模约为6.3亿美元，增长率为9.1%。这些数据的差异源于对市场细分的不同定义，但趋势一致且清晰：该细分市场的增长速度超过了光伏领域的其他大多数领域。.

商业领域的需求占据主导地位，占所有安装量的60%以上。北美和欧洲的市场渗透率最高，而亚太地区——主要得益于中国在光伏制造领域的领先地位（占全球产能的80%以上）——被认为是增长最快的地区。电动汽车的日益普及进一步推动了需求，因为太阳能停车场为集成充电站提供了理想的基础设施。.

这项突破背后的技术

这项创新的核心在于半透明太阳能组件，其采用双层玻璃结构。利用这项技术，单个太阳能电池本身是不透明的，透明效果则是由组件内各个太阳能电池之间的半透明空间实现的。通过在玻璃-玻璃组件中使用多晶硅或单晶硅太阳能电池，可以实现不同程度的透光率，并且可以定制周围玻璃的颜色。.

这些组件的设计旨在提供所需的透光率和发电量，同时又不影响屋顶的美观。然而，这其中存在权衡：透明太阳能组件的性能通常低于标准太阳能组件。透光率越高，发电量越低。难点在于如何针对具体应用找到这两个参数之间的最佳平衡点。.

获得建筑规范批准是一大监管障碍。顶装玻璃必须满足严格的安全要求，包括抗穿透性和残余承载能力。迄今为止，只有少数制造商获得了顶装玻璃组件所需的批准。这既构成了市场准入壁垒，也为那些拥有认证的制造商提供了相当大的竞争优势。.

太阳能凉棚作为城市设计元素

在城市地区，太阳能凉棚正日益被视为多功能基础设施，其功能远不止发电。它们可以作为公共广场和步行区的遮荫棚，保护行人免受阳光和毛毛雨的侵袭。它们提供宜人的户外空间，并可作为聚会场所和社交区域。同时，它们还能产生清洁能源，供当地使用或并入电网。.

一种极具前景的方案是将太阳能凉棚与建筑一体化光伏（BIPV）相结合。这些系统不仅是能源来源，也是建筑过程的一部分，因为它们直接融入城市基础设施。结合智能电网技术，它们可以在城市地区分散式可持续能源供应中发挥核心作用。它们可以成为一个集成系统的一部分，该系统结合了能源生产、存储和管理，以满足城市生活的动态需求。.

与电动出行的结合是另一个关键方面。通过将电动汽车充电站集成到凉棚结构中，太阳能凉棚可以成为可持续能源中心。游客可以将车辆停放在屋顶下，同时使用清洁的本地能源进行充电。像Hörmann这样的制造商已经提供带有工厂集成式壁挂式充电桩的系统，从而可以轻松实现充电基础设施的美观集成。.

太阳能顶棚：太阳能覆盖的停车场 - 图片：Wiederspan.Solar

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城市太阳能车棚——增强了抗冲击和防破坏性能——图片来源：Xpert.Digital

优势概览

• 支持 & 德国制造
• 模块化和可扩展（适用于 2 个、100 个、1000 个及以上停车位）
• 真正防水
• 集成式排水系统/隐藏式雨水槽
• 防破坏保护，可选配集成式冲击保护
• 与所有常见太阳能组件兼容
• 城市设计款，铝制材质，三种不同颜色可选
• 根据自给自足程度（自给自足程度），6 年内即可收回成本。
• 使用寿命长（铝制底座）
• 双面和半透明双玻太阳能组件提供 30 年性能保证（25 年产品保证）
• 减少城市热岛效应
• 建筑一体化光伏发电
• 非常适合采用透明或半透明双层玻璃的太阳能组件，并已获得顶置安装认证！

巨大的区域潜力

德国于利希研究中心和亚琛工业大学的科学家们通过地理空间分析，确定了德国境内停车场光伏发电的潜力。结果令人瞩目：现有停车场中，拥有35个以上停车位的停车场技术潜力为24.6吉瓦；拥有50个以上停车位的停车场为22.2吉瓦；拥有100个以上停车位的停车场为16.5吉瓦。其中，北莱茵-威斯特法伦州的潜力最大，达到5吉瓦。.

这些数据说明了未利用土地的规模。停车场光伏系统相比传统的地面光伏系统具有显著优势：它们可以充分利用现有封闭地面，无需额外占用土地。此外，提升运营商形象也是一个积极因素，因为他们可以采取有效的二氧化碳减排措施，履行其气候保护义务。而且，屋顶还能保护停车场地面，并为车辆遮风挡雨。.

欧洲的监管动态

欧洲各地对停车场光伏发电的政治支持力度正在不断增强，法国在其中扮演着先锋角色。2023年7月，法国出台了一项全面的停车场光伏发电强制令，涵盖面积在1500平方米及以上的新建和现有停车场。这项法规是欧洲同类法规中最全面的，并为其他国家树立了重要的标杆。.

在德国，巴登-符腾堡州、北莱茵-威斯特法伦州、莱茵兰-普法尔茨州、下萨克森州和石勒苏益格-荷尔斯泰因州这五个联邦州目前强制要求新建停车场安装光伏发电系统。然而，这些规定仅适用于新建建筑，不适用于现有建筑，这大大限制了光伏发电的潜力。联邦政府于2024年5月通过的首个太阳能补贴方案将停车场光伏发电纳入“特殊太阳能装置”子类别，并提供每千瓦时9.5欧分的最高补贴。屋顶是否被认定为结构构件仍然是决定是否获得补贴的关键因素。.

巴登-符腾堡州正在展示政府资金如何发挥作用：该州为“停车场屋顶光伏发电”计划中的十个项目提供150万欧元的资金。然而，由于需要特殊的基础设施，停车场光伏发电系统的成本比屋顶光伏系统高出约50%。由于上网电价仅为每千瓦时7欧分，只有当能够利用协同效应（例如为电动汽车充电或减少电网用电量）时，安装停车场光伏发电系统才划算。.

行业创新者

像Park-Solar这样的公司依靠仿照悬索桥设计的创新轻型结构，其占地面积和结构体积仅为传统系统的几分之一。优化支撑结构可以更好地利用钢材的性能，从而缩小基础尺寸并减少混凝土用量。这对于改造现有停车场尤为重要，因为它可以保留关键景观的视野。.

在智慧城市一体化领域，一项荣获詹姆斯·戴森奖的项目展示了未来的发展方向：一个配备双轴追踪系统的智能凉棚，能够实时追踪太阳的位置，并结合了智能手机无线充电站、电动滑板车和自行车充电桩以及夜间LED照明。传感器技术和智能控制系统的融合，将静态的顶棚转变为动态的基础设施元素。.

展望未来

太阳能凉棚和太阳能停车位的未来在于规模化和监管协调。光伏技术成本的下降、对可持续基础设施需求的不断增长以及电动汽车的日益普及，为市场增长创造了完美的协同效应。挑战在于协调建筑法规、加快审批流程，并建立一个能够兼顾现有建筑的经济框架。如果法国的强制性光伏系统成为欧洲标准，太阳能屋顶市场有望在短短几年内成倍增长。公众对光伏技术的接受度越来越取决于现有封闭表面能否得到更智能的利用。太阳能凉棚和太阳能停车位恰恰提供了这样的解决方案，首次使能源转型变得可见、可触，并直接惠及公民的日常生活。.