太阳能面面观

2016-01-12作者:编辑:翁小鲁

在介绍日本的太阳能产业之 前,让我们看一看下面这张图 片,这是三洋公司在日本修建的 一个非常精美的太阳能建筑。出 于对能源与建筑设计的尊敬与创 意,建筑师把该太阳能建筑设计 得非常与众不同。这个长长的如 广告牌一样的东西,便是叫作太 阳方舟的超级太阳能建筑。它全身有超过5000块中型太阳能板,能够从太阳吸收并产生500000kW/h的电量。

当然,这么大一个东西,并不是单单用作观赏的。除了向周围供给一些 电力外,太阳方舟最大的作用还是给科学家作为一个实验产品,并且通过它 来进一步研宄全球性环境规划等问题。

凡去过日本的朋友,无不被那里清新的空气、健康的饮食、便捷的生活 方式所打动,日本能够发展到这一步,算来也不过战后短短几十年。

近年来,日本更是倡导全电化住宅,它已经成为一种新的住宅能源方 式。所谓的全电化住宅是指家里所有的能源消费终端都是用电的,包括厨房 做饭以及热水供应。这种方式具有安全、便利和低能源使用费的优点。

在此基础上导入太阳能光伏发电系统,利用电力公司提供的分时电价体 系和太阳能光伏发电系统的并网卖电所得,极大地降低了家庭的能源使用费 支出,这就更加促进了住宅建筑太阳能光伏发电系统的普及。

日本的高科技生活方式,源于日本政府对于保护环境、使用新能源的态度和相应的政策。


日本的民用太阳能发电系统始于1974年的Sunshine计划,当时主要以利 用太阳热能为主,对于太阳能光伏发电系统主要以降低太阳能电池的造价作 为计划目标。此后,经历了两次石油危机后,设立了日本太阳能学会和太阳 能系统振兴协会。1980年设立了新能源综合开发机构NEDO(后改名为新能源 产业技术综合开发机构)。同年制定了太阳能系统普及促进融资制度,以利息 补助的方式促进融资。1992年,电力公司“以电力贩卖价格收购太阳能光伏 发电系统的剩余电力”的制度开始实行。

1993年,开始实施New sunshine计划,将太阳能发电系统从作为石油代 替能源提升到降低温室气体排放,保护地球环境的高度,以进一步促进其技 术开发和普及应用。

1999年,太阳能电池作为一种建筑材料得到了建设省大臣的认定,日本 的太阳能电池产量也在这一年达到80MW,为世界第一。

三十五年的时间,日本人用他们的勤奋创造出了一个非同寻常的局面。

到2007年日本的太阳能光伏发电系统设置容量累计为1918.891MW,其中 住宅建筑的设置容量累计为1458.53MW,占总设置容量的76%。

近年来为了达到2030年太阳能发电100GW的设置容量,日本的太阳能光 伏发电系统主要进入一个大力鼓励技术开发和创新的阶段。以新能源产业技 术综合开发机构NED0为主导,进行的太阳能发电的技术开发已经进入了第二 代、第三代新材料新系统形式的太阳能电池开发阶段,以期到2030年将现在 的10%〜15%的太阳能系统发电效率提高到15%〜22%以上,并且开发出发电效 率为40%的超高效率太阳能电池,将太阳能发电费用由现在的46日元AkW*h) 降低到与现有火力发电相当的7日元AkW*h)的水平,太阳能发电系统的设置 费用降低到12万日元/kW。从而在经济性方面提高太阳能发电与其他发电技术的竞争力。

经过这么多年的技术开发支持和普及促进政策的实施,日本的太阳能 光伏发电系统已经形成了稳定的技术和产业体系。太阳能光伏发电系统从 技术到设置容量得到了迅速发展,尤其是住宅建筑的太阳能光伏并网发电 系统,已经成为最大的太阳能光伏发电系统的设置用户。这与初期设置费 用的降低,剩余电力上网而带来的电费节省等给用户带来的经济效益是不可分割的。

一个国家的发展,一项事业的进步,需要持久的努力,信心、恒心、耐心也非常重要。

欧洲全称欧罗巴洲,是世界上经济最发达的大洲,欧洲国家大多属于 发达国家。欧洲的面积是世界第六,是世界人口第三多的洲,仅次于亚洲 和非洲。

欧洲原属国家共有44个,此外也有着与欧洲有牵连的国家(如地跨亚 欧,或参与欧洲事务等),像土耳其、哈萨克斯坦、塞浦路斯、阿塞拜疆、 格鲁吉亚。

按照各国综合实力可分为以下三类。

第一梯队:这些国家都有很强的国力和国际影响力,包括经济、政治、 军事等各方面,他们是英国、俄罗斯联邦、德国、法国、意大利。

第二梯队:这些国家有着较强的国力和地区影响力,经济较为发达或中 等发达,军事方面也有着一定影响力,他们是西班牙、土耳其、哈萨克斯 坦、乌克兰、白俄罗斯、荷兰、爱尔兰、冰岛、葡萄牙、波兰、保加利亚、 希腊、罗马尼亚、丹麦、瑞士、挪威、瑞典、芬兰。

第三梯队:这些国家大多为地区性小国,即便有些国家人均生活水准超 过第一、第二梯队国家,但是按综合水平均不如前列国家,制约他们的可能 会是狭小的领土或者其他,他们是比利时、马其顿、阿尔巴尼亚、拉脱维 亚、立陶宛、爱沙尼亚、阿塞拜疆、格鲁吉亚、黑山、斯洛文尼亚、克罗地 亚、塞尔维亚、波斯尼亚和黑塞哥维那、科索沃(未获得国际普遍承认), 捷克、匈牙利、斯洛伐克、摩尔多瓦、奥地利。

欧洲联盟(欧盟)是一个政治和经济共同体的28个会员国,主要位于欧 洲。它成立于1993年《马斯特里赫特条约》。欧洲联盟(英文:European Union),简称欧盟(EU),总部设在比利时首都布鲁塞尔,是由欧洲共同体(EuropeanCommunity,又称欧洲共同市场)发展而来的。

2001年开始,欧盟已经体现作用。由于欧盟的成立,对于整个欧洲在政 治、经济、文化、艺术、科技等领域的发展,带来极大的促进。

欧洲各国都在开辟通向持久能源的道路上相互影响着。他们在做决策时 的主要因素是环境保护、创造就业机会和能源供应的安全可靠。可再生能源 技术在这些方面都有较大优势。它对环境的影响最小,可替代部分常规能 源,增加能源供应的安全性和可靠性;它要求较大的设备投资,创造了更多 的就业机会,有助于经济增长。

按照欧洲联盟的JOULE计划,法国、西班牙和德国合作正在巴塞罗那附 近建造一座新的Mataro图书馆试验建筑,该建筑将装上与建筑物结合的光伏 热组件。

丹麦政府对安装太阳热水器的补助按照在标准状况下节能的多少来计算。 目前补助金按每年节能每千瓦时3克朗,它相当于总安装成本的10%〜30%。 太阳热水器在丹麦相当普及,预计2000年后将不再需要补助了。

在丹麦有十几家公司生产太阳能加热装置,挪威已安装70000多套小型光 伏装置,每年安装约5000套。大多数装置是为偏远小镇、山区和沿海地带度 假旅社供电用的。典型的装置一般为50〜60峰瓦。

丹麦Toftlund的Brundtland中心是一座2000平方米的办公和展览大楼, 它有一套先进的日光照明系统,其中包括装在外窗上的改变光线方向的百叶 窗、反光天花板、中央阁楼朝南的透光窗,还装有光伏组件。

在奥地利等国,自己动手建造集热器的活动促进了主动太阳能装置的 发展。

芬兰人每年也购买几千套小型(40〜100瓦)光伏装置,用于消夏小屋。国 家石油公司Neste对进一步开发太阳能发电有着强烈的兴趣,重点为建筑物薄膜光伏组件、蓄电池和成套装置。

此外,有些国家在高性能窗、太阳热水器、储能装置、透明隔热材料、 日光照明和与建筑物结合的光伏装置等产品的商业化方面进行努力。

法国的太阳能设计师们正在用“绿色设计”原则代替“太阳能”设计原 则,就是要统筹考虑能源性能、安全材料的应用、日光照明、居住者的舒适 和健康等因素。这种新的设计方法将被用来设计在Angers的法国环境保护和 能源管理署办公大楼。

意大利正在开展使建筑物日光照明最佳化的研宄,如改进控制系统, 调节自然和人工光源,改进窗和遮光装置的特性和效率,改进人工光源的 色效等。

德国是世界上第一个实行光伏上网电价法(FIT)的国家,据WTO公布的 “欧盟产业补贴报告”透露,德国政府通过了太阳能屋顶计划(HDTP)向德 国太阳能光伏制造商提供了5.1亿欧元补助,德国在2010年光伏发电电价上的 补贴就超过118亿欧元,这些支持政策的颁布使德国迅速成为太阳能能源利用 的全球领先者。

截至2005年年底,在德国共有670万平方米的屋顶铺设了太阳能集热器, 每年可生产4700MW的热量。已有4%的德国家庭利用了清洁环保、用之不竭的 太阳能,估计每年可节约2.7亿升取暖用油。

德国政府通过许多推广活动来普及太阳能利用。如果是小型太阳能系 统,投资者能得到补贴或低息贷款,而地方性的大型供热太阳能系统装置则 由实验及示范项目支持完成。德国对太阳能源的使用可以追溯至20世纪70年 代。现在德国已经在太阳能系统的开发、生产、规划和安装等方面都积累了 大量经验,发明了一系列高效的太阳能系统。

由于篇幅所限,对于欧洲的太阳能应用现状我们就暂时介绍到这里,这些并不是欧洲太阳能状况的全部。同 时,不仅欧洲各国在太阳能光伏产业有 着积极的动作和非凡的前景,地处南半 球的澳大利亚也极其重视本国的光伏产 业发展。澳大利亚是著名的“阳光国 度”,光照资源排名世界第一。该国80%

以上的地面光照强度超过2000千瓦/平方 米•小时,充足的日照为其发展太阳能 提供了得天独厚的条件。截至目前,安 装太阳能板的澳大利亚家庭已超过100万个。据澳大利亚官方预计,到2050 年,太阳能发电将满足该国29%的用电需求。澳大利亚气候变化委员甚至将这 种迅速的发展趋势形容为一场“太阳能革命”。

第一章我们介绍过全球最好的光伏专业大学是澳大利亚的新南威尔士大 学,每一年来自世界各个国家和地区的未来光伏产业的佼佼者们都踌躇满志 奔赴那里,不仅仅因为诺贝尔环境奖获得者、太阳能电池领域的权威、被誉 为“太阳能之父”的马丁•格林在该校超高效光电学研宄中心任执行研宄主 任,该校也是澳大利亚的重要科研基地之一,其光电、量子计算、互动影 院、艾滋病病毒和艾滋病研宄以及金融市场分析在国际上享有盛名,同时也 是聚合体化学等学科,光子学、电信等高新产业学科的科研发展基地。

欧洲各个国家的光伏产业发展,与这个国家的综合国力密切相关,而他 们对待太阳能源的态度起了决定性作用。


内容来源:书问

作者北京市科学技术协会
出版北京出版社
定价28元
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