建筑物消耗了全球约三分之一的能源，造成了40%的温室气体排放。减少碳排放和在建筑物中使用可再生清洁能源对于实现全社会的碳中和目标至关重要。

将太阳能电池板集成到建筑物中是减少碳排放和支持可持续未来的最有希望的方法之一。

外墙应用于太阳能电池板集成

过去，大多数建筑物的太阳能电池板(光伏)安装在屋顶上，但屋顶面积可能会受到限制。建筑立面提供了更大的表面积，可用于此应用。

先前的研究表明，立面集成光伏(FIPV)是一种新兴且必不可少的太阳能收集解决方案。在太阳通常很低的挪威，建筑立面具有应用太阳能电池板的特殊潜力。

美学挑战

然而，太阳能电池板的美学方面可能具有挑战性。普通太阳能电池板的黑色或深蓝色并不适合建筑立面，建筑师非常反对在设计中使用沉闷的颜色。

此外，挪威到处都是色彩缤纷的房屋，其中许多已有数百年历史。传统建筑的色彩吸引游客，呈现当地居民美丽的“地方感”。

如果这意味着所有房屋都必须是黑色或深色，那么很难想象建筑师或业主会接受太阳能电池板。

设计的像素化方法

为了解决这个问题，NTNU光与色中心的一个研究团队(向长英和BarbaraSzybinskaMatusiak教授)提出了一种新方法，即在建筑外墙配备彩色太阳能电池板，以高效生产能源。

像马赛克图片或“新印象派”艺术品一样，像素化方法可以将不同颜色的太阳能电池板组合在同一立面上——以平滑的颜色过渡。通过这种方式，相同或相似色调的浅色太阳能电池板(通常具有较低的能源效率)和深色太阳能电池板(通常具有良好的能源效率)可以组合在一起，从而为整体立面产生可接受的能源效率。

研究表明，与完全黑色的太阳能立面相比，像素化的彩色太阳能立面可以产生高达85%–93%的能量。

更重要的是，像素化方法可以采用局部调色板——这是局部上下文中典型颜色的集合。

例如，下图显示了特隆赫姆市的典型颜色。建筑师可以要求光伏公司为太阳能电池板生产与现有建筑外墙完全匹配的颜色。如此一来，像素化的运用既能尊重传统设计，又能为有价值的城市空间增添多彩的“空间感”。

满足审美表现

通过对来自挪威、丹麦、中国、波兰、荷兰、、澳大利亚、美国、和巴西的300多名不同背景的参与者进行的国际在线调查，测试了提议的像素化设计的美学性能。

调查显示，使用像素化方法的设计受到大多数人的青睐，并且它们被认为比非像素化的普通颜色设计更令人愉悦。此外，大多数参与者认为使用当地色彩的设计适合城市环境。

良好的能源生产力

还在特隆赫姆进行了另一个案例研究，其中像素化方法用于三栋高层住宅公寓的小型区域。

为高层公寓创建了一个色彩缤纷的装修设计，色彩缤纷的太阳能立面的能源生产力将是黑色太阳能立面的80%左右。五颜六色的太阳能立面产生的电力可以覆盖这些住宅总家庭能源消耗的26%左右。

该研究为在城市环境中大规模应用彩色光伏提供了新颖的解决方案和设计参考。研究人员认为，外墙集成光伏将为应对气候变化和实现碳中和社会提供有用的方法。