世博主题馆的巨大太阳能屋顶。
4月2日,上海,闵行莘庄某小区,一栋11层楼房的屋顶。22平米的太阳能电池光伏发电电池板在吸纳着阳光。上午10时15分,计量器显示的已发电度数是9999.9度电;10时18分,赵春江亲眼看着数字跳到了10000;10时21分,已是10001度……
赵春江很高兴,他算了一下,这天平均每3分钟发0.1度,一小时2度电,达到了上海最好天气时的发电量。10000度电就在这样一个好天气里到来了。
这是上海电力学院太阳能研究所所长赵春江家的屋顶,这个“屋顶电站”到4月2日这天已经持续无故障正常发电1206天。白天用电少,用不完的电就上输电网,但赵春江没有收到电费,反而每年要为自己发的电缴纳电费1200多元。
三年多过去了,赵家依然是全国唯一的“屋顶电站”。而在公共建筑方面,进步要大一点,上海世博会诞生亚洲最大的太阳能屋顶。
世博诞生亚洲最大太阳能屋顶
日前,随着上海世博会鸣锣在即,园区内亚洲最大的单体太阳能光伏发电建筑——— 主题馆诞生。而整个世博园区内,能发电的太阳能光伏屋顶总装机容量已超过5兆瓦,成为国内最大面积的新能源展示区。
如此大规模太阳能光伏发电应用,为国内新能源市场的利用悄悄推开了一扇门。“早在三年前,我们就已经为世博会集中展示太阳能应用,做了成功铺垫”,上海太阳能工程技术研究中心(以下简称上海太阳能中心)副研究员郝国强,指着会议室一侧一排木栅栏式的太阳能光伏发电电池板介绍。
不仔细看,还以为是建筑本身用于装饰的小部件,走近细看,才发现这一块块缜密排列的蓝色玻璃板内,竖列着一根根白色电极栅线,这些电极栅线又通过相互串连着的细小电缆,将电流汇集到建筑外的统一发电站。2006年,受国家科技部和上海市科委委托,上海太阳能中心决定在新建成的办公区域,实验安装总量1兆瓦的太阳能光伏发电。如今,三年过后,位于上海紫月路的该研究中心,除了迎面楼顶安装一道高约10-15米的环形太阳能光带外,还在建筑屋顶及外墙精心设计、安装了许多“隐身”太阳能光伏发电设备。
“如果原料是单晶硅,(太阳能光伏发电)电池板就是黑色的;如果是多晶硅,就是蓝色的;如果是非晶硅,就是带点浅黄的咖啡色”,在太阳能研究人员眼里,太阳能光伏发电电池板一点不单调,而是一块块彩色、有呼吸的生命体。
据上海太阳能中心统计,截至2009年底,该中心安装的太阳能发电,已成功发电上网90多万度,除了满足研究中心每年自己的用电外,还有近30多万度富余电量上输国家电网。
2007年初,世博会施工进入实操阶段。但由上海太阳能工程技术研究中心承建的太阳能光伏发电项目,一开始却并不顺利。“人们还不太了解什么叫太阳能光伏发电,以为又来推销什么东西了”,郝国强称,即便是在上海市科委的大力协调下,研究中心也只能一遍遍向世博主管方、相关建筑设计方等反复解释太阳能发电原理,争取彼此磨合设计思路。
郝国强说,尽管1954年,在美国贝尔实验室就诞生了世界第一块太阳能电池板,我国上世纪70年代也已自主研发出了能发电的太阳能电板池,但直到今天,大多数中国人一提到太阳能,能想到的多半还是太阳能热水器。
“整整大半年,我们都在沟通太阳能发电的相关事宜”,郝国强介绍,直到2008年,该中心负责设计并施工的世博园中国馆、主题馆、世博中心等光伏建筑方案才算过关。而此后一年多的建设中,太阳能光伏建筑发电安装一样经受了诸多挑战。比如跨度达180米的世博主题馆,馆内无一根承重的立柱,要求屋顶的荷载负重必须有严格的计算,增之一分则非常危险,甚至包括工人在屋顶施工时的动荷载,都必须精确计算。另外,在中国馆60米宽的大平台上,如何与建筑施工方、暖通、电气、通讯等各方沟通设计、安装方案,也相当复杂。
世博主题馆一处安装的太阳能光伏发电总装机容量就达2.8兆瓦,成为亚洲最大的太阳能发电单体建筑。整个世博园区太阳能发电总装机容量超过5兆瓦,相当于目前全国太阳能总利用量1/40。
“5兆瓦的太阳能总装机容量一年可发电515万度,约相当于2000多户普通上海人家一年的用电量。”郝国强说。
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