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    屋頂不夠用沒關係 日開發新太陽能建材 突破瓶頸

    文/宋瑞文 加州能源特約撰述

    有鑒於太陽能市場的競爭激烈,許多廠商鎩羽而歸的同時,不少同業也陸續開拓新的領域,創造獨特的利基。去年底,日本大成建設與鐘化集團攜手合作,推出耐用年限達30年以上的、用於大樓外壁的太陽能板建材,相較於屋頂建材的同類產品,拓展了新的應用範圍,成為業界的焦點。

    據官方說明,產品的開發背景,源於日本企業越來越重視環境、追求永續;加上日本多天災,重視災難應變機制,看重再生能源可獨立發電的特性,因此太陽能等再生能源設備也日益受到重視。

    然而,因為一般公司屋頂面積有限,使得太陽能板(一般太陽能板或屋頂型太陽能板)的鋪設遭遇瓶頸。為此大成建設把自家的零耗能建築(Zero Energy Building,簡稱ZEB),做為外壁裝設的太陽能板的實際驗證場所,在兼具設計感與發電效率的前提下,開發新的太陽能產品。

    既然要做為建材,自然得跟上一般建材重視的耐用程度,為此產品耐用年限提高到30年以上,超過一般太陽能板的水準。在轉換效率方面也並駕齊趨,達到世界最高的24.37%。

    不透光與透光(圖右上部與下部)的太陽能外壁建材。照片來源:大成建設新聞稿

    除了耐用,建材的另一項常見要求、美觀,也是不能不講究的部分。以往部分建材型的太陽能板,會因為電極線的存在而影響外觀,這次在設計上則加以避免。又,一般大樓的外壁,時有透光、採光的需要;因此設計不透光與透光兩種款式,後者可以取代一般窗戶,拓展應用範圍(上圖)。

    在台灣,因為車站等部分公共設施也有裝設太陽能板的關係,民眾遭遇太陽能板的機會並不算少,但許多人仍然陷於迷思,認為太陽能在一般建物只是聊備一格,不足以影響大局。

    零耗能建築ZEB定義。照片來源:日本松下

    不過,像大成建設這樣,經過零耗能建築ZEB的實際驗證就不同了。ZEB的簡單定義為「淨電力收支小於零」(用電量減去發電量小於零)。參考上圖說明,一般房屋(圖左)原本的用電量為相對大的黃色區塊,經節能設計後,用電量縮減至相對上小得多的黃色區塊(圖中),再減去太陽能板的發電量(圖右),為零或小於零的話,即為零耗能建築。

    在太陽能等再生能源的襄助下,零耗能建築基本上不需購買來自大型電網的電力,能大幅降低住宅用電的需求。2014年日本政府就已經決定實現與普及ZEB,希望在2020年時,做到新設公共建築ZEB;在2030年時,做到新設建築ZEB。可以想見的是,ZEB若能日漸普及,太陽能板的份量也隨之水漲船高。

    誠如前述的產品開發背景,在政策推廣之餘,民間企業的響應也超乎預期。以100%使用再生能源為目標的國際環境倡議RE100,在引入日本之後,獲得SONY、AEON(日本最大零售通路)、佳能、松下等大型企業的迴響。去年10月,不同於RE100的資格限制,日本民間自發性地成立中小企業版本的RE Action。理所當然地,在資格的認定上,可以計入自家太陽能板的發電。

    今年初,日本太陽能協會舉辦2020新春交流會,業界政界300人齊聚一堂。據報導,協會代表理事菅原公一勉勵業界,在提高競爭力,讓太陽能在成本效益上與其他電源並駕齊驅之外,還可以開發新的用途與市場。菅原公一同時也是鐘化集團代表董事會長,在政府補助日漸退場或縮小的趨勢下,鐘化集團的這項產品,顯然察覺到了日本能源局勢的變化。

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