日本太陽能建筑系統(tǒng)商機(jī)煥新，廠商攢出各種奇妙方案

而這次的展覽，幾乎所有的主題都圍繞在“系統(tǒng)”方面，因此無論是產(chǎn)品設(shè)計或展出話題都將系統(tǒng)概念融合進(jìn)來。

廠商因應(yīng)日本補(bǔ)助政策改變推出新的系統(tǒng)方案

日本自2009年11月起實施余電躉購電力制度，主要希望快速擴(kuò)大民眾使用太陽光電系統(tǒng)，并利用中央與地方設(shè)置補(bǔ)助金雙管齊下，使得日本模塊價格雖偏高，但可以在十年內(nèi)回收成本。

2011年4月起日本經(jīng)產(chǎn)省首度調(diào)整躉購電力費率，其中住宅用10KW以下系統(tǒng)由每度電48日圓降至42日圓，降幅達(dá)12.5%；然在10KW以上之中大型住宅系統(tǒng)，工廠、事業(yè)所等型以發(fā)電廠為主要訴求的系統(tǒng)，則由24日圓提高至40日圓，為此新制度之最大變化(如表一所示)。

表一 日本2011年新實施躉購電力費率調(diào)整狀況

由此政策改變觀察，日本政府利用補(bǔ)助提高的方式積極鼓勵中大型系統(tǒng)的設(shè)置，也促使廠商思考新制度所帶來的新商機(jī)，其中過去較忽略的集合式住宅系統(tǒng)就成了許多廠商的思考方向。集合式住宅類似出租公寓，由住宅管理人(或房東)來經(jīng)營，屋頂面積比起一般獨立住宅大許多；然而雖有很多住戶，但屋頂所有權(quán)屬管理人，發(fā)電后之電力使用歸屬會有很大的爭議，因此過去并沒有相當(dāng)大的投入。然而在此政策加持下，已有許多日本廠商對于此市場設(shè)計新的系統(tǒng)營運方案，以Solar Frontier為例，提出了三種可能的設(shè)置方案：

1.由房東設(shè)置，用于公共用電：公共用電電費減少。

2.由房東設(shè)置，房東使用：房東電費減少。

3.由眾住戶設(shè)置，眾住戶依比例使用：各住戶電費減少。

Solar Frontier表示，房東在屋頂設(shè)立太陽光電系統(tǒng)后，有以下的效益：

1.活用共有的廣大屋頂，提高余電賣回收入；

2.結(jié)合補(bǔ)助金，可縮短回收期限。

3.夏季高樓層可防止高溫。

4.與其它集合住宅差別化，形象提升，相對較易出租。

系統(tǒng)廠商將依各式不同的營運方式，提供系統(tǒng)組件與設(shè)計解決方案，如支架結(jié)構(gòu)、電表型式等；然而，要能提供此服務(wù)方式，必須同時具備不同業(yè)界的能量，因此異業(yè)橫向整合與否也關(guān)系到能否提供此復(fù)雜系統(tǒng)服務(wù)。

圖一 Solar Frontier提出的集合式住宅解決方案

SHARP則利用本身具備硅晶、薄膜等多元生產(chǎn)線，針對大型辦公建筑與工廠提出因地制宜的解決方案，如在高層樓采取耐風(fēng)壓模塊，在高溫區(qū)域采用溫度系數(shù)低的硅薄膜模塊，在天窗美化方面采用透光性硅薄膜模塊，將一棟大型建筑的各角落都確實運用。

圖二 SHARP提出之大型建筑系統(tǒng)設(shè)置解決方案

此外，為了擴(kuò)大普通住宅的設(shè)置容量，過去一些不適合設(shè)置系統(tǒng)的屋頂邊角不連續(xù)區(qū)塊或陰影區(qū)塊，也設(shè)法裝設(shè)模塊，以房屋改建大廠West Holdings為例，其解決方案為利用National Semiconductors所提供之SolarMagic優(yōu)化器(Optimizer)使得各模塊的輸出電流穩(wěn)定，因此在陰暗角落也可安裝太陽能模塊，設(shè)置容量也因此擴(kuò)大。

然優(yōu)化器的運用不一定是擴(kuò)大設(shè)置容量，臺灣的泰和光電提出利用優(yōu)化器來提升已設(shè)置多年的模塊之效能的另類作法。由于太陽能模塊設(shè)置后，經(jīng)年累月會造成效率衰退，整體系統(tǒng)輸出會降低，若在此時設(shè)置優(yōu)化器來輔助衰退模塊的輸出，可減少模塊汰換的次數(shù)。

圖三 左為West Holdings提出之優(yōu)化器運用好處，使原本屋頂僅能安裝

7枚模塊擴(kuò)大到14枚；右為泰和光電推出的優(yōu)化器

除了政策改變所帶動的商機(jī)外，目前日本產(chǎn)官學(xué)研界所提出“全電化”趨勢也在此展覽中展現(xiàn)，如同時利用太陽光電與太陽熱能的“Twin Solar”解決方案，已有三菱電機(jī)等大型電機(jī)廠商提出，并宣稱可減少91%的光熱費用。

系統(tǒng)解決方案相關(guān)商品多元化發(fā)展

設(shè)立一個太陽光電系統(tǒng)，除了模塊與逆變器以外，其它因應(yīng)不同設(shè)置環(huán)境下所運用的支架、變電箱、電表與管理系統(tǒng)也是本次展覽的重點項目。

電機(jī)大廠TOSHIBA在2010年開始投入太陽光電領(lǐng)域后，便積極運用既有的產(chǎn)品資源發(fā)展完整的太陽光電系統(tǒng)解決方案，且在這一年的發(fā)展中，已逐漸從太陽光電系統(tǒng)擴(kuò)大到電力管理系統(tǒng)的領(lǐng)域，其開發(fā)的家庭電力管理系統(tǒng)“Feminity”可結(jié)合iPad等通訊產(chǎn)品來管理用電狀況，可說是跨入智能電力系統(tǒng)的重要踏腳石。

而在安裝方面的配件，也因應(yīng)日本市場的需求提出各式的解決方案，尤其在支架方面持續(xù)提出具有創(chuàng)意的項目。三菱重工Mechatronics Systems提出了以PE材質(zhì)儲水桶代替?zhèn)鹘y(tǒng)金屬支架的作法，該方案可以輕量的空桶狀支架搬上屋頂，待確定方位與位置后，再注水便達(dá)到固定效果。這方案不僅可以加速設(shè)置系統(tǒng)的時間，減少人工成本，也可在系統(tǒng)設(shè)計時的彈性加強(qiáng)，對于系統(tǒng)設(shè)置過程更為優(yōu)化。

圖四 三菱重工Mechatronics Systems提出以PE空桶替代金屬支架解決方案；

左為平臺式，可運用于住宅屋頂；右為直立式，可運用于平面屋頂

另外在日式屋瓦建筑上，也提出了許多創(chuàng)新想法。例如，許多廠商在系統(tǒng)設(shè)置時需在屋頂上打洞固定，但也造成了屋頂漏水的現(xiàn)象為了改善此現(xiàn)象，屋根研究所提出特殊功能化的新型屋瓦，如“支持瓦”為固定架與屋瓦一體成形的新配件，可直接替換原有屋瓦，不需在屋頂上鉆洞即可固定；又如“配線瓦”則是在屋瓦上篏入電線，使得電線不至于曝露在屋頂，可減少維修次數(shù)又可美化外觀。 [!--empirenews.page--]

圖五 屋根研究所提出屋瓦替代解決方案；左為支持瓦，右為配線瓦

同樣是預(yù)防打洞所造成的漏水現(xiàn)象，湯淺商事住宅本部提出以強(qiáng)力磁石替代固定架的作法。此磁石固定器荷重可由25Kg至100Kg，僅需在屋頂黏上鐵板，即可以磁石固定模塊，不需打洞，屋頂不會漏水且耐震耐風(fēng)且安裝快速，也可減少訂作支架與人工之成本。

圖六 湯淺商事住宅本部「MAGMOREN(マグモレン)」模塊固定器，可以磁力將模塊固定于屋頂上

材料商在系統(tǒng)周邊組件也花了許多心思。以玻璃大廠旭硝子為例，提出了三種不同的模塊輕量化的解決方案，以期減少搬運上產(chǎn)生的時間與人力成本。其三個方案分別為：

1.利用化學(xué)強(qiáng)化玻璃「Dragontrail」技術(shù)，可將玻璃厚度減少48%，重量減少1/3。由于此技術(shù)為平面顯示器發(fā)展而來，因此玻璃表面仍有炫光的問題待解決。

2.利用物理強(qiáng)化玻璃，玻璃厚度同樣減少48%，重量減少1/3，且沒有前項技術(shù)之炫光效果，但因成本問題，仍在開發(fā)中。

3.以ETFE膜代替玻璃，并以纖維強(qiáng)化塑料(FRP)替代鋁框與支架。這些都是旭硝子已具備的材料，雖然體積會擴(kuò)大，但重量減少40%。目前尚無運用實績。

圖七 旭硝子提出之輕量化模塊系統(tǒng)方案：運用ETFE膜與纖維強(qiáng)化塑料達(dá)到40%輕量化效果。

左為實品，右為其構(gòu)造圖

旭硝子也將其它在建材產(chǎn)業(yè)上的材料運用于太陽光電系統(tǒng)，如已發(fā)展25年的氟素樹脂涂布材，過去一直運用于建材表面保護(hù)膜，可加強(qiáng)建筑基材之防酸雨與抗UV功用，現(xiàn)在旭硝子轉(zhuǎn)用用來加強(qiáng)太陽光電系統(tǒng)支架之耐用度。由此見得，太陽光電雖然仍算是一個年輕產(chǎn)業(yè)，但許多過去已有的技術(shù)能量也可加入，并藉此達(dá)到高值化的效果。

IEK觀點

日本為全球太陽光電最早普遍使用的國家之一，因此除了各種太陽能電池技術(shù)發(fā)展都能維持領(lǐng)先地位外，對太陽光電系統(tǒng)的運用與經(jīng)驗也相當(dāng)豐富，且可以由不同業(yè)界的知識與經(jīng)驗運用在這年輕產(chǎn)業(yè)中，讓太陽光電技術(shù)在日本的發(fā)展特別有創(chuàng)意。

也因為系設(shè)置經(jīng)驗豐富，使得周邊組件的發(fā)展有許多歐洲廠商想不到的巧思，如因應(yīng)日本屋頂文化的各種替代方案，減少設(shè)置時間的輕量化措施，以及日本固有的電子產(chǎn)品強(qiáng)項之運用，使太陽光電系統(tǒng)的運用模式與型態(tài)更為豐富。

此外，對于政府的補(bǔ)助措施大幅轉(zhuǎn)向，也讓原本專注于住宅屋頂系統(tǒng)的日本系統(tǒng)商開始思考中大型系統(tǒng)的建置，因此開始進(jìn)行新的系統(tǒng)營運模式制定，期望以完整的服務(wù)產(chǎn)品因應(yīng)政府政策產(chǎn)生的新商機(jī)。由此可發(fā)現(xiàn)，日本因擁有足夠的內(nèi)需，使得系統(tǒng)廠商有足夠的練兵場所，也帶動了周邊組件廠商在太陽光電系統(tǒng)中找到可以介入的地方，也使得太陽光電產(chǎn)業(yè)不僅限于電池、模塊等主產(chǎn)業(yè)鏈，金屬加工、材料、電機(jī)、塑化廠商也在太陽光電產(chǎn)業(yè)的攻守范圍內(nèi)，將產(chǎn)業(yè)關(guān)系能夠錯綜串聯(lián)成一個大集團(tuán)，政府將正視此產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)系，也愿意投入更多補(bǔ)助預(yù)算在這個綠色技術(shù)上以帶動整體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

雖說日本的狀況無法完全套用在中國的現(xiàn)實環(huán)境，但也值得國內(nèi)參考；若能夠在系統(tǒng)優(yōu)惠費率補(bǔ)助持續(xù)三至五年，一定能夠吸引更多不同業(yè)界廠商思考在太陽光電領(lǐng)域中能否提出貢獻(xiàn)，系統(tǒng)廠也能藉由這些異業(yè)能量讓發(fā)電系統(tǒng)的價值更加提高，更可使得太陽光電關(guān)聯(lián)的產(chǎn)業(yè)能夠擴(kuò)散到各種傳統(tǒng)工業(yè)，進(jìn)一步達(dá)到日本一般加強(qiáng)補(bǔ)助的良性循環(huán)。