图1 湄洲岛鸟瞰图

湄洲岛位于福建省莆田市第二大岛，是世界著名旅游岛，也是妈祖文化的发源地，如图1所示。为全方位践行习近平总书记关于“保护好湄洲岛”重要嘱托，坚持人与自然和谐共生协同，推进降碳、减污、增长，深化湄洲岛城乡建设领域绿色低碳试点片区的建设成果。2023年起，在福建省住建厅的指导下，湄洲岛通过引进太阳能、风能等新能源技术及柔性直流电网技术，进一步推进“零碳示范区”建设。

作为重要的可再生清洁能源，太阳能光伏发电系统将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，可优先进行大范围建设与普及。由于目前的太阳能利用装置主要利用的是直接辐射，而福建大部分地区的直接辐射比例大于40%，因此福建地区的太阳辐射分布特征对于太阳能的利用十分有利。因此，加快按照太阳能光伏发电系统是必要的，亟须在湄洲岛加快规划建设大型光伏基地项目，大幅减少碳排放。

在建设湄洲岛“零碳示范区”太阳能光伏发电系统中，发现湄洲岛没有像西北荒漠或戈壁地区，存在大范围的空地进行光伏建设，只能通过对绿色建筑的改造实现光伏发电。目前，湄洲岛全社会碳排放总量为4.11万吨CO2。其中，城乡建设领域为3.71万吨CO2，占全社会的90.1%，可见湄洲岛的碳排放主要集中于城乡建设领域。如何通过技术攻关和创新，提出可行的湄洲岛既有建筑改造方案，全面实现湄洲岛建筑领域的绿色改造，挖掘湄洲岛既有建筑巨大的节能降碳潜力，对真正落地“零碳示范区”建设目标至关重要。

为了响应国家双碳战略，促进湄洲岛的节能低碳发展，期望通过科技创新解决的技术壁垒，拟针对湄洲岛“世界妈祖文化论坛永久会址”，在这座的既有建筑屋顶、外立面、广场地砖等位置，大面积布设安装光伏板，如图2所示。通过光伏板转化太阳能成为生活工作用电，降低湄洲岛运营阶段的用电量，并运用相应光储直柔技术、并联网方式为电网提供电力，从而减少碳排放。期望实现的主要技术指标参数：酒店光伏有效面积约为2000平方米，媒体中心光伏有效面积约为2000平方米，主会场光伏有效面积约为3000平方米，室外光伏地砖有效面积约为3000平方米，合计约为10000 平方米。湄洲岛既有建筑绿色化改造与光伏发电建设完成后，可实现每天发电接近10000度电，一年发电2000000度，减少30000吨CO2，对湄洲岛“零碳示范区”有显著贡献。

图2 世界妈祖文化论坛永久会址

（1）目前已经开展的工作：

①完成对福建省住建厅《支持莆田市湄洲岛加快建设零碳示范区的若干措施》通知文件的政策解读，参考了海南博鳌“零碳示范区”的规划大纲与先进实践范例，规划了湄洲岛“零碳示范区”既有建筑绿色化改造与光伏建设的技术攻关方案。

②完成对湄洲岛实地调研工作，尤其是对可改造的既有建筑进行全方位调研评估，给出未来既有建筑绿色化改造与光伏建设的预期数据。

③完成对湄洲岛既有建筑重点改造项目“世界妈祖文化论坛永久会址”的可研报告。

（2）所处阶段：

①对既有建筑改造与光伏建设技术的攻关；

② 对可行的既有建筑绿色化改造方案的探讨；

③ 计算科研攻关成本、时限、工地现场改造成本、节约二氧化碳排放量、生态价值。

（3）投入资金及人力、仪器设备、生产条件

① 投入资金200 万元，人力10余名科研人员，仪器设备10余台；

② 拥有中建海峡下属子公司中建科技（福州）有限公司，具有多套全自动化生产设备，可为 

既有建筑改造升级生产各类结构构件，用于工程现场改造工作。

（1）光能地砖

光能地砖发电系统通过使用太阳能电池板将阳光、自然光转化为电能，并将其存储在高效的锂离子电池，如图3所示。该光能地砖面板四周采用1600万色灯珠，达到任意变化五彩缤纷的灯光效果。可实现年发电量7892度，节约2.53吨标准煤。

图3 光伏地砖示意图

（2）光伏玻璃栏杆

LED光电玻璃栏杆通过光伏组件与栏杆紧密结合，保持原有玻璃的通透特性，还能呈现光电显示效果，如图4所示。通过LED光电建筑玻璃护栏播放内容，实现造型景观一体化。白天光伏板峰值发电功率60 W/m2，屏幕工作时平均用电功率200 W/ m2，最高功率500 W/ m2。亮度最高达到4000 cd，白天依然能够清晰显示。

图4 光伏玻璃栏杆安装效果示意图

（3）逐日光伏百叶

逐日光伏百叶系统包括：光伏发电系统，采用透明碲化镉发电玻璃将光能转化为电能，安装在电动遮阳板上；能源分配系统，将电能进行稳压后进行分配；智能楼宇系统，负责调整遮阳板翻转角度。外立面户外垂直安装，具有阳光跟踪功能，也可遥控操作，能够提供更高的发电量和更好的遮阳效果，如图5所示。

图5 逐日光伏百叶示意图

（1）资质条件：主持或参与既有建筑绿色化改造与光伏发电建设项目的博士后科研人员

（2）科研能力：

① 具有对绿色建筑与光伏新能源专业知识的掌握与理解；

② 能够从实际问题中发现研究课题，提出有价值的研究问题；

③ 具备既有建筑改造的试验验证与分析能力、能够提出可行的施工方案；

④ 能够落地科研成果，用于实际工程改造。

（3）项目时限：1年

（4）产权归属：中建海峡建设发展有限公司

（5）利益分配：中建海峡建设发展有限公司与博士后共同分配