荷蘭地處歐洲西北部，瀕臨北海，在日耳曼語中“荷蘭”意為“低地之國”，其國土有一半以上低于或幾乎水平于海平面。荷蘭也是世界上人口密度zui高的國家之一，它的人口密度超過400人/平方公里。為了生存和發(fā)展，荷蘭人竭力保護原本不大的國土，有序利用現(xiàn)有資源并十分重視環(huán)境保護?；诒緡茉窗踩蜏厥覛怏w減排的義務，荷蘭政府對可再生能源發(fā)展采取了積極支持的態(tài)度，從20世紀80年代開始可再生能源的開發(fā)和利用，并于20世紀90年代末進入了發(fā)展高峰期。在此背景下，荷蘭的光伏建筑由建筑單體發(fā)展到城市規(guī)模的建筑群，尼烏蘭（Nieuwland）光伏住區(qū)是其中的典型代表。
尼烏蘭住區(qū)是荷蘭中部城市阿麥斯福（Amersfoort）的一片新開發(fā)居住區(qū)，在當?shù)卣碗娏痰闹С窒?，尼烏蘭建成了*規(guī)模達1兆峰瓦（太陽能裝置容量計算單位）的光伏住區(qū)。該住區(qū)包括500多棟住宅以及學校、幼兒園、運動中心等社區(qū)配套，這些建筑上安裝了總面積達1.2萬平方米的光伏組件，年發(fā)電量達1兆千瓦時，相當于300戶家庭的用電量。荷蘭當?shù)卣碗娏驹谠摰貐^(qū)發(fā)展光伏住區(qū)的考慮是：探討太陽能光伏大規(guī)模應用對城市形態(tài)的影響，通過大規(guī)模使用光伏材料降低其生產(chǎn)成本，在光伏建筑設計和光伏電力系統(tǒng)設計上積累經(jīng)驗，驗證光伏系統(tǒng)運行維護方式和產(chǎn)權運作模式等。
光伏住區(qū)的規(guī)劃和建筑設計
建筑利用太陽能的潛力受到建筑朝向的影響，而在城市尺度下，建筑朝向與規(guī)劃的布局和道路的走向關系密切。為使每棟住宅盡可能利用太陽能，尼烏蘭住宅前的道路走向以東西向為主，住宅得以朝南。規(guī)劃預計每戶住宅20平方米以上面積的屋面和墻面可以安裝光伏板，500戶光伏規(guī)?？蛇_1兆峰瓦以上。
為了能同時完成整個居住區(qū)規(guī)模的住宅設計，也為了激發(fā)建筑師設計光伏住宅的創(chuàng)造力，該住區(qū)又劃分成若干地塊，每個地塊上的建筑由一個建筑設計事務所負責主持設計。由于尼烏蘭住區(qū)是*大規(guī)模的光伏住區(qū)，參與設計的大多建筑師并沒有光伏建筑的設計經(jīng)驗，因此，政府為建筑師制作了一本設計幫助手冊，便于建筑師在住宅設計中考慮光伏組件布置的方位角和傾斜角，了解光伏組件的通風、光伏組件與屋面集成的構造設計。zui終，建筑師設計出形式多樣的光伏住宅，光伏組件朝向南、西南、東南，傾斜角在20度至90度之間。
此外，當?shù)氐哪茉措娏綬EMU（現(xiàn)合并到新的公司ENECO）還專門設計建造了樣板房——能量平衡住房（Energy Balance Home）。該樣板房設計基于3個原則：減少建筑運行時的能耗需求，利用可再生能源，使用可回收的建筑材料。160平方米的屋面安裝了97平方米的光伏組件，此外是帶透明玻璃的采光天窗和14平方米的太陽能熱水板，熱水板產(chǎn)生的熱水可供家庭使用。也可用于室內(nèi)采暖。
光伏系統(tǒng)的管理
尼烏蘭光伏住區(qū)嘗試了多種不同的光伏系統(tǒng)產(chǎn)權模式和相應的合同服務管理。該社區(qū)內(nèi)建筑的使用性質(zhì)有多種，有出售的住房、出租的公寓，還有社區(qū)公共的學校和運動中心。這些建筑內(nèi)的光伏系統(tǒng)或者歸能源電力公司所有，或者歸房產(chǎn)者所有。如果是出租房，租戶可以無償使用光伏產(chǎn)生電力的20%;如果是私有產(chǎn)權房，住戶以光伏設備成本價的25%購買戶內(nèi)整套光伏系統(tǒng)的所有權，他們可以無償使用光伏產(chǎn)生的全部電力。10年之內(nèi)，能源電力公司負責光伏設施的維護;10年之后，住戶和能源電力公司重新商定新的協(xié)議。
光伏住區(qū)的經(jīng)驗與啟示
參與尼烏蘭光伏住區(qū)建設和運作的各方機構和人員都在過程中獲取了寶貴的經(jīng)驗。從建筑師和規(guī)劃師的角度而言，光伏住區(qū)的設計有很大的挑戰(zhàn)性。為適應充分利用太陽能的要求，規(guī)劃道路的走向須以東西向為宜。在建筑形體的設計上要考慮光伏的因素，在屋面和墻面留出合適的安裝位置。建筑的光伏屋頂不是簡單用光伏組件替代原有的建筑屋面材料，而要在構造上兼顧光伏材料和屋面防水問題。在有些住宅的設計過程中，開發(fā)商希望看到光伏住宅帶有歐洲古典建筑的風格，但實踐證明這點難度太大，帶有高技派特色的光伏材料更適合以現(xiàn)代派的建筑形象出現(xiàn)。為嘗試新的建筑造型，建筑師考慮了改變光伏材料的顏色、設計不同尺寸的光伏組件等，他們希望用更新奇的設計來提高大家對光伏技術的興趣，推進其普及和應用?？偟目磥恚釣跆m住區(qū)證明了在城市尺度下大規(guī)模應用光伏技術*可行，而且建筑師如果在設計早期能得到更多的幫助和支持，并與其他專業(yè)人員密切配合，將有助于提升光伏建筑的設計水準。
對于光伏組件的各個供貨商而言，該項目不僅提供了大規(guī)模的市場，也成為驗證和比較光伏產(chǎn)品及其系統(tǒng)各項性能的實驗場。項目初期出現(xiàn)了諸如逆變器不匹配、電路連接有誤等問題，項目后期設備方面的問題就大大減少了。光伏系統(tǒng)的運行和維護由能源電力公司ENECO負責，社區(qū)住戶光伏系統(tǒng)的所有權存在多種方式，但是運行維護的管理細則不明，出現(xiàn)的一些問題多與住戶對自家的光伏系統(tǒng)缺乏歸屬感、對光伏設備運行周期內(nèi)的經(jīng)濟成本沒有信心有關。
在住戶搬進新房的前兩年，還能對光伏系統(tǒng)進行監(jiān)測，電力公司也大力宣傳其使用方法，光伏住宅的運行問題比較少;但隨后幾年，電力公司不再進行監(jiān)測，房子里面也可能住進了新人，很多住戶光伏系統(tǒng)的運行出現(xiàn)了棘手的問題。可以說，光伏系統(tǒng)的運行維護不存在任何技術性困難，問題來自于住戶與運營商之間的協(xié)調(diào)與溝通。
我國光伏建筑近兩年取得長足的發(fā)展，北京奧運會和上海世博會都涌現(xiàn)出光伏建筑的示范性項目，但光伏建筑在城市大范圍的應用還比較少。國家于2009年7月出臺的《可再生能源建筑應用城市示范實施方案》將加快太陽能光伏在我國由單體建筑走向城市尺度的步伐，荷蘭尼烏蘭光伏住區(qū)為我們提供了寶貴的經(jīng)驗。
