Smart Energy Week 2018日本現場報導系列二：材料世界網

呂學隆、林幸慧、孫文檠、曾寶貞寄自東京

Smart Energy Week展會在主辦單位Reed Exhibitions公司精心籌畫下，規模一年比一年盛大。Tokyo Big Sight西館大門一早即擠滿人群，洋溢熱鬧氣氛(圖一)。

圖一、Smart Energy Week 2018分東西兩館展示，圖為西館報到現場

PV EXPO現場直擊多家廠商展HEMS方案

今年多家廠商同時推出可滿足日本正推行之電力自給自足的零耗能住宅(ZEH)，以及結合房屋/節能電氣設備的家庭能源管理系統(HEMS)方案，例如中國Suntech、日本丸紅與Sharp等公司。除了展示自家的PV模組外，還展示不同容量的蓄電池及過去的O&M方案實績(圖二)。

圖二、Suntech展示HEMS解決方案

日本Next Energy＆Resources公司展示多種服務來促進再生能源的使用。該公司提供回收光伏模組、光伏獨立系統、O&M服務、零售綠色電力服務等。提供新的能源使用選擇(圖三)。

圖三、Next Energy展示HEMS多元解決方案

丸紅展出PAPPER3模組自動清洗機及雨水自動循環灑水裝置

丸紅公司現場展出PAPPER3模組自動清洗機，不須加入額外電力，可以離線在戶外電廠進行模組清潔，避免灰塵造成模組的電量損耗(圖四)。另外，還展出一套雨水自動循環灑水裝置，可同時解決模組上冬天積雪及夏天高溫和灰塵遮蔽模組導致效能降低的問題(圖五)。

圖四、丸紅展示PAPPER3模組自動清洗機

圖五、丸紅展示SUN-SUI51雨水自動循環灑水裝置

Astronergy展示農業大棚方案

中國Astronergy現場展示農業大棚方案，包含PV模組、蓄電池、LED等。玻璃組件可選擇各種顏色，根據了解，玻璃顏色不同具有不同效能；透明可提高採光、藍色可以促進發芽/避免害蟲，粉紅色可促進光合作用/提升農作物甜度等。目前在日本已有安裝實績(圖六)。

圖六、Astronergy展示農業大棚方案

輕量化模組

同昱能源展出”Light 2”最新輕量型封裝模組

同昱能源(Gintung)展出”Light 2”最新輕量型封裝模組。除了利用先前具有波導結構的有機無機複合材料取代玻璃封裝外，本次針對表面結構亦進行修正，使得表面更為平滑，更容易清洗。波導結構的有機無機複合材料能夠製作出表面光學結構以防眩光，模組更是具有35dB的隔音效能，本產品可耐重12,000kg，耐荷重能力優於其他業者的10,000pa，已朝路面鋪設應用發展(圖七)。

圖七、同昱展出”Light 2”最新輕量型封裝模組

長生太陽能公司展示輕量化「Flexible Solar Module」

長生太陽能公司展示輕量化「Flexible Solar Module」，以多柵極的設計方式製作，避免模組電池局部破損而影響整體發電效率。此外，輕量型軟性複合材料進行封裝，可增加各種攜帶型的產品應用，未來將主推遊艇市場。現場展示非PERC結構單晶電池模組已達295W(圖八)。

圖八、長生公司展示多柵極設計封裝技術

高效PV電池/模組技術

隆基公司發表世界紀錄PERC電池

隆基公司在展會現場召開新聞發表會，發表該公司產品已經中國CPVT及德國Fraunhofer ISE測試認證，其單晶PERC電池轉化效率已達到23.6%，再次刷新世界紀錄，技驚四座(圖九)。

圖九、隆基公司發表世界紀錄PERC電池

晶澳展出多項高效元件產品

中國晶澳公司今年展出多項適合日本的高效元件產品，包括72片PERC雙面雙玻370W組件，60片單晶PERC半片310W組件，60片多晶半片300W模組等，強大的產品陣容聚攏超高人氣。其中72片PERC雙玻370W模組集高效能與美觀於一體，將PERC與雙玻的優勢發揮到極致。其領先的PERC技術有效地避免了溫度急劇變化造成元件的衰減與老化。而雙面玻璃材質，不僅外表通透美觀，更具有優質的抗紫外光、抗腐蝕性、耐磨耗，可以同時滿足於地面、水面、沙地、屋頂等不同應用環境(圖十)。

圖十、晶澳公司發表72片PERC雙玻高效模組

Battery Japan展場巡禮儲能應用百花齊放

日本、美國、德國等國家近年來積極推動儲能相關之政策，使得儲能相關技術與產品蓬勃發展，再加上日本為儲能相關產品主要市場之一，因此今年展會仍吸引許多國際儲能系統之廠商參與，包含Panasonic、SHARP、Tesla、Sungrow-Samsung SDI、ELIIY Power等一線廠商均與會參展。

Panasonic展出新一代家用儲能系統AiSEG2

今年Panasonic展出新一代的家用儲能系統AiSEG2，整合太陽能系統、儲能系統、能源管理系統與物聯網，產品特點著重在結合人工智慧。該系統可以根據前一天天氣預報與用戶平時生活模式，幫助客戶減少購電量。例如，天氣預報隔天為晴天時，若此時儲能系統尚有餘電，則會優先使用儲能系統的電力而非向電力公司購電。除此之外，也特別增加可結合IoT的家電廠商，預計由14家增加至27家，例如現在可語音控制Google Home，從而控制整套系統(圖十一)。

圖十一、 Panasonic展出的新一代家用儲能系統AiSEG2

SHARP展出整合方案SmartStorage

SHARP展出整合方案SmartStorage，結合太陽能系統、儲能系統、能源管理系統等，其中最影響儲能系統性能的電池則是使用三星的錳酸鋰，循環壽命大於4,000次。為了保證產品安全性，電芯與模組更是標榜通過UL 1642與UL 1973認證。SmartStorage根據客戶的電量需求與電費，協助客戶評估是否可透過SmartStorage節省費用。除此之外，今年也有提出搭配物聯網的概念，例如透過聲控Amazon，控制其他家電(圖十二)。

圖十二、SHARP展出的SmartStorage

Sungrow-Samsung SDI推儲能貨櫃

中國太陽能逆變器製造商Sungrow與韓國電池製造商Samsung SDI在2016年合資成立Sungrow-Samsung SDI，該公司產品為儲能貨櫃，包含DC/DC變換器、能源管理單元(EMU)、鋰電池電芯與模組等，其中標榜電芯具有長壽命的優點，六千次循環後，電容量仍有80% (圖十三)。

圖十三、Sungrow-Samsung SDI展出的儲能貨櫃

ELIIY Power展示可移動式儲能系統與可搭配太陽光電之儲能系統

ELIIY Power的產品包含可移動式儲能系統、單一定置型儲能系統、可搭配太陽光電之儲能系統與機車的啟停電池，而這些產品大多使用鋰電池，為了讓鋰電池更符合產品的需求，ELIIY Power著重於提高安全性、能量密度與低溫充電速度。與過往產品相比，今年2月量產的產品，其能量密度已提升約17%，而低溫充電速度則提高約1.6倍。今年展示的新產品包含可移動式儲能系統POWER YIILE 3與可搭配太陽光電之儲能系統POWER iE5 Link，兩者皆強調重量與尺寸的減少，例如透過輕小型的功率調節器懸掛在牆上，可減省50%的空間與重量，也因搭配最新鋰電池，在-20°C的環境下，充電至電池容量的90％之時間將由原先的8小時，縮短至約5小時(圖十四~十五)。

圖十四、ELIIY Power展出的POWER YIILE 3

圖十五、ELIIY Power展出的POWER iE5 Link

nichicon開發三合一混合儲能系統

每年在Battery Japan中均有不少廠商展出儲能相關產品，隨著鋰電池技術不斷的提升，儲能系統的安全性、容量、充電速度、尺寸等性能皆能進一步改善。廠商除了提升產品性能，也強調與太陽能發電系統、能源管理或物聯網之整合性，例如nichicon開發三合一混合儲能系統，稱為Tribrid Energy Storage System，結合太陽能電池、EVs/PHVs與儲能電池，太陽能發電的電力不僅用於家庭與儲能，還可用以驅動EV，並且透過DC-link的高效連接，減少電力轉換損失，實現儲能系統與EV之間的電力轉移(圖十六)。

圖十六、nichicon提出Tribrid Energy Storage System

動力電池展會焦點

近年來，因電動車市場開始出現大幅成長，在國際主要車展或電子產品展會上均可看到電動車相關產品的呈現，同樣作為能源領域重要活動的本次展會也不例外，廠商同時展出相關之電動化車輛等技術，加上日本為國際上積極投入氫能燃料電池產業與技術的國家，根據日本制定的氫燃料汽車發展規劃，日本新能源和產業技術綜合開發機構(NEDO)計畫以2040年為期限，在日本普及以氫燃料為動力的燃料電池車。氫能燃料電池車的續航里程將於2025年提升至目前的1.5倍，達到1,000公里左右，到2040年氫能燃料電池車的保有量將由目前的2,000輛增加到300萬至600萬輛。同時搭載的燃料電池單位輸出功率將增至目前的3倍。在廠商部分也有如豐田於2014年底推出氫燃料電池車Mirai，本田氫燃料電池車Clarity也於2016年上市銷售，兩大車廠均在本次展會會場同時呈現。

Tesla展出Model X車型

Tesla在本次展會呈現Model X車型，此一車型於2017年在歐洲就銷售出了多達一萬兩千輛，為全球主要熱銷車款，相比於2011 年開始量產的Nissan Leaf，Tesla 於2013 年才開始大量生產該公司之電動車，但至2017年底為止，Tesla 在全球累積生產30萬輛電動車中，Model S即佔21.2 萬輛，後發先至，成為全球累積生產最多的純電動車車款。本次展出的Model X 同期總產量為7.1 萬輛，該車型屬於純電動運動型休旅車，單次充電最大行駛距離可達565公里，會場並開放觀眾登記試乘(圖十七)。

圖十七、Tesla在本次展會呈現Model X車型

Powerwall為Tesla在儲能產品線當中之一員，主要作為提供大規模的 Powerpack 安裝以用做平衡電網與備援供電之用。本次展會上展出的第二代Powerwall電容量達28kWh電池設計，相比第一代版本提昇兩倍電容量，標榜可對應日本一家四口廳房設計的房屋內部所有照明、冰箱等電器全日用電，而另外第一代版本必須額外裝設直流轉交流的轉換器及所衍生的安裝限制和成本增加，在第二代版本也已將轉換設備內建在系統內，安裝後即可直接透過太陽能使用，作為儲能之媒介(圖十八)。

圖十八、Tesla在本次展會呈現Powerpack儲能產品

Tokyo R&D PUES EV展出燃料電池貨車

Tokyo R&D PUES EV株式會社為東京R&D公司旗下的電動汽車事業子公司，專業於電動車輛的系統整合，也與台灣電動巴士相關廠商共同簽署合作協定，運用台灣廠商對電動巴士開發技術上的經驗，整合PUES EV在電動巴士車體上的設計、系統整合及在日本市場的設計理念，合作發展電動新型車輛及物流用電動貨卡車。本次PUES EV在會場展出之產品，主要為日本第一輛應用於日本物流業使用的小型燃料電池物流貨車，由日本環境省CO₂減量對策強化誘導開發實證專案與燃料電池應用技術開發實證專案的成果，也實際導入日本福岡市在地運輸業者(天神地區共同輸送聯盟)物流工作，福岡市同時也是”氫能城市”的參與單位，此款車輛預定於2019年開始逐步放量進入市場(圖十九)。

圖十九、Tokyo R&D PUES EV株式會社展出之燃料電池貨車

Honda展出Clarity Fuel Cell燃料電池電動車

Honda為日本車廠中同時投入鎳氫電池、鋰離子電池與燃料電池電動汽車的廠商，本次展會上Honda則直接將 Clarity Fuel Cell燃料電池電動車作為會場主要佈置展現，Clarity Fuel Cell是Honda在氫燃料電池技術領域的代表作。最大功率為130KW，並將小型化燃料電池動力總成設計成與一般汽油引擎同等尺寸，是全球第一個成功讓小型化燃料電池動力總成裝載在引擎室內，因此可將整車設計為五人座大空間；高壓儲氫氣罐規格為70兆帕，可支援750公里續航里程，有趣的是該車除氫燃料電池作為動力主體之外，還搭配一顆鋰電池隨時待命介入，為馬達供給額外電能，詢問展場人員時得知，鋰電池可以在氫燃料電池供給引擎產生多餘電能時，以及在刹車或減速時，通過能量回收將電能再收集，以此減少能源損耗和提升續航力，Honda希望2020年左右實現燃料電池車的大規模量產 (圖廿)。

圖廿、Honda展出之Honda Clarity Fuel Cell燃料電池電動車

豐田展出Mirai氫燃料電池車

豐田Mirai氫燃料電池車自2015年上市至今已銷售超過3,000輛，在美國氫燃料電池車市場的佔有率超過8成，本次展出的Toyota Mirai車型為2017款，下一代計畫於2020年推出。根據會場公佈的該公司規劃，屆時Toyota Mirai車型的燃料電池系統成本將達到現在的一半，2025年更希望進一步降至現在的1/4。銷售方面則提到希望於2020年以後每年在全球銷售3萬輛以上燃料電池車，其中日本年銷量超過1萬輛/年，也呼應日本各界希望於2020年時構建氫能燃料電池社會的目標(圖廿一)。

圖廿一、TOYOTA展出的Toyota Mirai車型

基調演講氫能為熱門議題

展會第二天，主辦單位同時安排有兩場基調演講；分別為PV EXPO和FC EXPO的Keynote Session。日本經產省資源能源廳氫/燃料電池戰略室山影雅良課長應邀在FC EXPO上介紹：邁向氫能社會的戰略與課題。山影課長指出：日本在一次能源方面的自給率極低，從2011年之後，能源自給率大概只維持在6%左右，在34個OECD國家中落在第33名。有鑒於此，日本乃致力於二次能源的開發利用，再生能源的導入至2030年的目標設定為22~24%。能源佔比分佈以2016年與2030年做比較，PV佔有率希望由5%提高至7%；風力由1%提高至2%；生質能由2%提高至4~5%；地熱則由0%提高至1%。氫能市場至2050年預估將擁有2.5億日圓市場，創造3,000萬個工作機會。在FCV方面，目標設定在2020年達到4萬台；2025年達20萬台；2030年則提高至80萬台。FCV Bus從2017年3月開始，目標至2020年達100台、2030年提高到1200台。另外，在加氫站的設置方面，目前已在全國設有101座，2020年的設置目標為160座，2030年目標900座。加氫站的自立化為努力的目標。日本氫能基本戰略方案如圖廿二所示。