太陽電池、生活與習慣

 

刊登日期:2009/9/30
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太陽能這麼貴,一般家庭到底要如何用,是否有機會單靠幾塊太陽能板便可自給自足? 一般而言,四口之家一個月約用電350度,夏季則會超過700度,但是1kW的太陽能模組在北臺灣一天約略產生2.8度,南台灣則可3.5度,加上都市地狹人稠,1kW的系統,基本上所需的設置面積將近10m2(平方公尺),也就是說30坪大的屋頂,最多只能裝設10kW,簡單的數學計算,供給與需求兩者之間確實存在些落差,但是每kW的系統一年可減少9公斤氧化硫、16公斤氧化氮及2300公斤二氧化碳的排放,相當於20棵樹、1,000平方公尺森林的綠化效果,爲了環境的永續,你可以不使用這樣的能源嗎?因此新的能源模式即將產生,分散式的發電概念,將太陽光發電所產生的電送回台電,最後統一運用,不必儲存於電池,也不怕會遇到夜間無電可用的困境,不但可以紓解中午尖峰用電的問題,也可以減少傳統火力發電所造成的汙染,加上遮蔽陽光直曬可降低建築物之熱效應,如果再與其它再生能源結合,增加其發電量,同時減少電輸送過程中的損失,如此一來新的能源模式將可被大眾所接受。

其實目前一塊1.2平方公尺太陽能板約產生180W的電,若使用三陽HIT (Heterojunction with Intrinsic Thin layer)技術生產的HIP-210NH1-BO-1,則可以產生210W的電(電池效率18.9%,模組效率16.5%)或是SunPower指叉背接觸(interdigitated back-contact)技術生產的SPR-315或A300,甚至可以產生315W的電(電池效率22.4%),如此一來,30坪大的屋頂便可發揮至極限(產生25kW),供給與需求之間的落差也就越來越小,剩下的只有符不符合經濟效益的問題了。

目前併聯型1 kW的系統,裝置成本已可低於新台幣20萬元,使用年限都超過25年以上,用於民生確實貴了點(市電電價不過2.5~3元,想要在短時間回收成本似乎有點難),但是如果用在路燈、交通號誌、道路指示牌、標誌燈、高速公路緊急電話、停車場控制門系統、平交道指示燈、候車亭與車站屋頂型提供即時資訊等地方,這些耗電量小與低電壓(流)驅動的公共商品,則可以兼顧便利與安全。若是與建材結合,不但建築物的外皮可以同時發電,如帷幕牆、遮陽棚、採光罩、屋瓦與窗戶等,除了可以有效利用建築物的外表,遮陽、降低建築物溫度、降低電池系統裝置成本之外,甚至可以形成圖案來美化建築物。這些都是太陽電池發電系統現階段可以應用的地方,目前的確沒有便宜又具有高轉換效率的電池,但是依使用地方與用途,選用不同的太陽電池,是唯一的解決方法,大家犧牲些許的不變,讓地球得以喘息,石化能源用量減緩,溫室效應獲得紓解,而這換來的寶貴時間,讓科學家找到最合適的太陽電池亦或是最佳的解決辦法,讓人們可以真正使用乾淨、無污染的再生能源。


圖一、台北街頭結合風力與太陽電池之路燈
(使用12V或6V的輸出的太陽能板,攝於2008)

太陽能發電是一個趨勢,但普及仍需要一點時間,發明新的技術來降低製造成本或是提高轉換效率是解決問題的根本,過程中,可以透過政策的補助、公共建設的強制使用,當然也可以從功能面著手,吸引消費者自動使用,諸如急難救助、汽車、計算機、手錶與可攜式電子產品等。而可攜式電源裝置是目前最具潛力的應用之一,提供單車族或是登山客電力,解決出門在外無電可用的窘境,除了作為筆記型電腦、MP3播放器、手機等小型移動元件的備用電源,若用在手電筒、衛星導航等緊急救助的用途上,所發揮的效益將被無限的放大。而太陽電池應用於休閒產業有幾項優勢:這個族群的消費能力較高、較能接受新的事物與新的使用習慣、台灣有很強的3C與太陽電池的製造能力,因此只要可以解決兩者之間介面的問題,加上一些些的創意,將可創造無限商機。產品分為可撓與不可撓兩大類,可撓式的部份------《本文節錄自材料世界網「材料最前線」專欄,更多資料請見下方檔案》

作者:葉昱昕/ 工研院材化所
★全文請見下方附檔。


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