電力儲存與供電穩定性一直是太陽能發電最大的挑戰,如今瑞典科學家宣稱太陽能將可以儲存十年以上,並且以熱能的形式釋放。競爭力大提升,可再生能源的時代來臨了嗎?

隨著民眾環保意識高漲,以及越來越迫切的氣候變遷危機,可再生能源不斷提升競爭力,可在自己家中安裝的太陽能板更是越來越受歡迎。

然而電力儲存一直是過去太陽能應用上最大的挑戰,如今瑞典的科學家最新研究宣稱,不但可以儲存太陽能十年以上,更可以讓太陽能以熱能的形式釋放。

瑞典研究突破 太陽能可比鋰離子電池壽命

根據《彭博Businessweek》報導,瑞典查爾摩斯工學院 (Chalmers University of Technology)研究,發現了儲存太陽能的新方法。

由研究員莫斯普森(Kasper Moth-Poulsen)領導團隊所研發的儲能系統,以碳, 氫與氮的液態分子組成,陽光照射時,分子會吸收太陽能,並且在受到催化劑刺激時再釋放熱能。

莫斯普森指出,該系統的穩定度長達 5到10年,與一般市面上的鋰離子電池壽命有得比。

太陽能塗膜環保發熱 產品化是挑戰

除了太陽能儲存系統,該團隊最有產品化潛能的科技,是一種透明的太陽能塗膜。這種塗膜可以用在窗戶或是汽車車身上,塗膜本身會蒐集太陽能,並且以熱能的形式釋放。這項科技在節電與減少暖氣使用上擁有巨大的潛力。

莫斯普森指出,研究團隊已經開始與風險投資基金接洽,希望可以產品化研發的科技。他認為太陽能儲電系統最快可以在六年內產品化,太陽能塗膜最快則可以在三年內產品化。

談到查爾摩斯工學院的研究,麻省理工學院材料科學與工程系教授格羅斯曼(Jeffrey Grossman)說,「這項研究對太陽能儲電系統的產品化,有非常重要的意義。」

近日,印度哈里納邦發電公司在印度北部哈里納邦法里達巴德,為一個20MW太陽能項目進行招標。

該合同的範圍包括,工廠設計、工程、採購和供應、建造、調試,以及為期5年的運維,可再延長5年。

據悉,預中標會議將於11月8日舉行,投標截止日期為11月26日。為符合資格,競標者必須從2012年開始安裝容量在5MW以上的太陽能發電廠。

HPGCL目前擁有2792.4 MW裝機容量,主要由熱能、水電和太陽能組成。自2016年以來,這家分銷公司一直在考慮將舊火電站的土地用於太陽能發電。

諮詢公司Bridge to India’s Solar Navigator的資料顯示,哈里亞納邦迄今僅有19個光伏項目,總裝機容量為0.1GW。

今年夏季,印度公司Avaada Power表示,計劃在印度建立2GW開放式光伏電站,哈里納邦是其目標州之一。

https://www.in-en.com/article/html/energy-2282786.shtml

這幾年環保意識高漲、太陽能發電與再生能源等,受到政府大力推行,值得注意的是,當太陽能電板壽命結束後,這龐大廢棄太陽能板,是否會造成環境汙染?TVBS調查發現,現在工研院和民間廢棄回收業者,發明新技術,可將廢棄太陽能電板回收,重新再利用,帶您來看!

記者蔣志偉:「這間占地450坪太陽能廢棄電板回收廠,您能想像嗎,透過專業的知識技術,只取出這長寬15.6公分的矽晶片,製作成矽碇,到底是如何辦到的,我們實際帶您來看。」

就是這塊從廢棄電板,取出的太陽能電池也就是矽晶圓,簡單處理之後,放入混合機,接著就要進行黏結程序。

五至十分鐘後,接著再進行塑形。

再烘烤半小時,這個極為重要的矽碇大功完成,最重要的關鍵,在於矽碇為煉鋼業經常使用的升溫劑。

矽碇事業處協理周信輝:「從太陽能電板中回收的這個矽,可以在鋼鐵業中很充分的被使用。」

能製作出矽碇,就是倚靠專業技術研發,最後製造產出的成品,不擔心庫存問題,從矽碇的銷量就可看出端倪,2016年銷量1600公噸,逐年向上攀升,到了2018年達到5000公噸,因為品質好價格低。

其實廢棄太陽能電板,如果沒有妥善回收再利用,恐怕會導致廢棄物遭到亂扔,根據統計2017年太陽能光電廢棄物數量約3000公噸,預估到了2023年達到1萬公噸,2035年也有10萬公噸,主要原因需求提高,再加上未來廢棄太陽能電板,怎麼妥善處理,更是不容忽視環保議題。

圖/TVBS
圖/TVBS

擔心太陽能板,可能在未來20年,因為量太大而影響環境,現在有回收業者也能將破碎的太陽能電板,放入洗選機,最後就可自動分離出玻璃和矽晶片,而這個專利技術,獨家在TVBS鏡頭前首度曝光。

新創事業處研發專員張弼程:「利用浮選機這個東西,是利用它的本身物質特性就不同,就利用浮選機就可以把它分離出來。」

成亞資源科技資深專案協理王育民:「他們在製程過程中,報廢的(電)板,那現在做這個廢板的清除,搬運還有這個保管的任務。」

其實歐洲和日本早已有先進的技術,台灣目前針對太陽能電板回收,這幾年都有業者積極投入,甚至組成太陽能模組資源化產業聯盟,結合產官學界,致力於回收技術研發。

成亞資源科技副總謝雅敏:「那我們希望從廢板裡面,收回來這樣材料,然後資源永續循環。」

成大資源工程學系教授陳偉聖:「拆下來的這個電板,就要想辦法來怎麼樣回收再利用,而且是人類必要面對的,一個很嚴苛的環境問題。」

記者蔣志偉:「您能想像嗎,廢棄太陽能電板,到了2050年在全球商機高達了上百億美元,就是因為如此現在工研院研發透過了,破碎以及熱處理方式,就能夠將材料分解成,塑料以及碎玻璃和太陽能電池破片。」

工研院材料與化工研究所副組長曹申:「已經破壞掉的模組,例如說玻璃碎掉的,是一個方式,另外是我們設法把整個玻璃完整的留下來,能夠增加它後面一些去化的價值。」

圖/TVBS
圖/TVBS

廢棄太陽能電板回收就連工研院也獨自研發創新技術,放入破碎機,再自動篩選大小片狀,製作分選金屬材料,工研院材料與化工研究所副組長曹申認為,現在一定要提早動起來,處理好廢棄太陽能電板問題。

工研院材料與化工研究所副組長曹申:「廢棄物的處理,你即使不願意你也要做,既然你一定要做,就要看怎麼樣,把它價值提高。」

環保署廢棄物管理處處長賴瑩瑩:「太陽能(電板)回收,現在我們可以利用回收基金,來鼓勵民間進行高質化回收再利用。」

為了解決太陽光電板遭到棄置問題,環保署目前做法會先通知廠商送達指定回收管道,甚至不排除讓廠商自主回收,創造循環經濟無限商機!

根據一項近期發表的研究,中國許多城市分布式太陽能可以在無補貼的情況下提供更低的電價。清潔能源通常被認為比石化能源更「昂貴」。研究團隊認為隨著清潔能源技術的進步,這方面的投資會更具吸引力。

    根據瑞典皇家理工學院研究團隊從用戶側和發電側,分別計算了中國344個城市的太陽能發電項目的價格,將其與城市電網電價和當地煤電價格(煤電企業賣給電網公司的電價)進行比較。城市電網電價即用戶側電價,發電側電價包括發電成本和電廠的利潤率。

    顯然可再生能源的投資將不只是節能減碳的「道德選擇」,而是出於經濟成本的考量。除了技術原因,有不少客觀條件影響了太陽能在電力市場上的競爭能力,太陽能板的架設需要土地和屋頂的獲取因而增加發電成本。

    中國太陽能發展初期的目標主要是農村、邊遠地區和扶貧,經過30年的發展,今日太陽能產業已經發展到其他國家的一倍。

    2013和2014這兩年對於集中式太陽能電站,電價若高於電網價格,價差由國家的可再生能源發展基金予以補貼,分布式太陽能則獲得全電量補貼。在實質的財政補貼支持下,以較短時間實現裝機量的猛增。

    中央政府在去年清潔能源補貼缺口超過1000億元人民幣的背景下,大幅削減了補貼,給行業帶來震撼,卻意外地推動了太陽能行業的獨立性成長。今年太陽能項目中20%實現了平價或低價,明年這一目標預期將超過35%。中國在發達的東部沿海地區,分布式太陽能項目會成為新趨勢。

    以往可再生能源最為人詬病的是發電的波動性和不穩定性,然而北京環境研究中心主任張樹偉表示,這並非是電網拒絕可再生能源發電的理由,因為發展清潔能源從來不是為了系統平衡而是減排。事實上,電網的功能就是處理各種波動與不確定性,問題的關鍵在於解決方案是否效益大過成本,以及是否是成本最優選項。

    土地資源是限制太陽能產業擴張的因素之一,利用屋頂的分布式太陽能項目被認為極具潛力,可為企業節約成本,尤其是對於科技園區、耗電量很高的數據中心等,由於產權因素企業在獲取屋頂資源時遭遇困難。

    目前企業用戶使用電網公司統一送來的電力,對於使用何種電力缺乏自主決定權,企業希望隨著電力市場化交易的發展,不同規模的企業用戶可以參與採購電力的決策。

新澤西公用事業委員會(NJ Board of Public Utilities, BPU)日前宣布新州使用太陽能發電達到里程碑,全州太陽能發電超過10億瓦特(gigawatts),並有11萬6000次太陽能安裝。新州太陽能行業的從業人員也達到7000人,是全州經濟的動力之一。

BPU主席Joseph Fiordaliso指出,12年前新州僅有六戶安裝太陽能發電設備,十年前增長到4900戶,如今新州的太陽能設備安裝數量高居全美第六,已能夠與內華達(Nevada)、亞利桑納(Arizona)、佛羅里達(Florida)等傳統太陽能源大州相比。

Joseph Fiordaliso表示,目前新州的太陽能產業已進入到第三階段:從一開始的仍有爭議,到第二階段啟動太陽能推廣專案(Solar Renewable Energy Certificates program),如今BPU啟動為期三年的新試點計畫,可讓傳統電能用戶參與到太陽能專案中來,即使自己未安裝太陽能設備,亦可通過分享(shared solar projects)的方式獲得清潔能源。

隨著全球氣候變化,Joseph Fiordaliso認為太陽能的應用將有利於新澤西應對天災,「越來越多的風暴、颶風來襲。太陽能擁有許多傳統供電方式所不具有的優勢,獨立、持久、穩定,適合新州這樣的沿海地區。」

根據新州清潔能源計畫(New Jerseys Clean Energy Program)介紹,新州是全美太陽能專案的領先者,預計到2021年,新州將有22.5%的供電來自於清潔能源。州長墨菲,曾誓言令新州在2050年之前實現100%清潔能源使用率。

一眾大學畢業生成立義工隊「眾樂絡」,運用太陽能板及無線網絡技術為鄉郊居民提供價格相宜的共享網絡和電力,為社會服務同時亦減少環境影響。

眾樂絡原本是計劃在市區實行計劃,但因法律和技術困難被逼放棄,最後把計劃改良成「屯樂絡」,眾樂絡希望香港人能加強對環保的觸覺。

一眾大學畢業生於2018年成立義工隊「眾樂絡」,並參加賽馬會低碳創聚提案賽。方案運用「輕薄、可彎曲、零重金屬」的太陽能板及無線網絡技術,居民提供價格相宜的共享網絡和電力,減少鋪設線道對環境的影響、推廣可再生能源的使用和鼓勵互惠互利的精神,最終成功獲獎。

眾樂絡成員Roger和Kelvin表示,原本是計劃在市區唐樓的天台安裝太陽能板,為貧窮劏房戶提供便宜無線網絡,但因法律和技術困難而未有實行方案,部份成員相繼離隊,組織面臨倒閉。機緣巧合下,Roger在閱讀本媒體報道時發現有很多偏遠郊區的村寮屋未能受惠於光纖網絡,因此把計劃改良並草擬以屯門區為發展為本的「屯樂絡」計劃。

計劃使用最新太陽能板,輕薄、可彎曲、零重金屬。 (李樂天攝)

計劃使用最新太陽能板,輕薄、可彎曲、零重金屬。 (李樂天攝)

「屯樂絡」計劃獲仁愛堂青年夢工匠計劃通過,獲發5萬元起動金、24小時共享空間使用權等,更獲屯門區議會支持,亦與數碼通合作,以低價為屯門貧窮寮村屋居民安裝太陽能共享網絡,現時有大概100人受惠。

計劃使中輕便的太陽能板發電,再駁上路由器,一機可為3至4戶共60個設備提供高速網絡(近50mbps)。Roger透露太陽能板和路由器8號風球過後仍完好無缺,3日無太陽都能繼續使用,非常頑強。

一機可為3至4戶共60個設備提供高速網絡。 (李樂天攝)

一機可為3至4戶共60個設備提供高速網絡。 (李樂天攝)

眾樂絡希望未來能繼續幫助窮人打好基礎,在不遠將來申請政府社創基金,然後用基金改良太陽能板和無線網絡技術,令計劃更實惠,幫助更多窮人。

但Roger亦感嘆歐盟現時的再生能源比例為17.5%,並已定標2030年比例需時升至32%,反觀香港現時的比例低於1%,希望未來能逐漸追上國際標準。Kelvin亦表示市民應多關注環保問題。

冠軍科技上網電價項目在西貢又成功為2戶人家安裝了中電智能電錶,令上網電價在香港在香港的普及又進了一步,同時,冠軍科技也會為大家提供到最優質的上網電價服務

國際能源總署(IEA)表示,全球再生能源發電量預計在5年內提升50%,主要是由住家、建築物與企業安裝太陽能光電系統(PV)所帶動。

以再生能源為基礎的總發電量將在2024年前,從去年的2.5兆瓦(TW)增加1.2兆瓦,相當於美國當前電總裝置容量規模。

國際能源署有關全球再生能源議題年度報告顯示,這項成長以太陽能光電系統占近60%,而岸上風力發電占25%。

在全球總發電量中,再生能源發電占比將在2024年前,由目前的26%提升到30%。

能源署表示,技術成本降低和較有效的政府政策,有助能源署從去年度報告中,提升對再生能源發電量的發展預測。

國際能源總署執行董事比羅爾(Fatih Birol)說:「再生能源如今已是全球第2大發電來源,但我們若要朝實現長期氣候變遷、空氣品質和能源使用目標前進,仍需再精進。」

比羅爾說:「隨著成本持續降低,愈能激勵我們強化太陽能光電系統發展。」

能源署說,太陽能光電系統發電成本料將在2024年前,從15%進一步降低到35%,使這項技術更獲青睞。

報告說,不過,政府政策與關稅改革仍有其必要,才能確保太陽能發電得以永續成長,並且避免電力市場中斷和更高的能源成本。

本港掀起太陽能熱潮! 「上網電價」計畫十月起正式實施,加上施政報告提出鼓勵民間進行太陽能發電,再以高於市價的價錢售予兩電,以推動再生能源,有了誘因,令很多市民躍躍欲試。《大公報》推出太陽能系列報導,訪查坊間各式太陽能設備,發現良莠不齊,效能參差。記者更細探太陽能系統市場,瞭解在安裝系統上的種種難題,以及太陽能在本港未來新路向。

效能品質參差 驚驚地

兩電推出上網電價計畫後,太陽能板頓現龐大商機,市面上出售的太陽能板,價格平至百多元,貴至數萬元。記者在市面隨機購入三塊十瓦特的廉價太陽能板,交給理工大學電力電子研究中心團隊進行測試。結果發現,三個樣本的輸出效能參差,均不達機電工程署指引的最低標準,有樣本更差一大截。專家指出,其中兩個樣本構造有問題,有表面變色,有焊接位手工欠佳,除影響壽命外,更會令供電大減。市民欲購買,審慎選擇。\大公報記者 劉心(文) 李小榣(圖)

“呢塊太陽能板效能好好先賣得咁貴,唔買就走寶。”記者日前以顧客身份,到深水埗鴨寮街有賣太陽能板的電器舖,購買一塊十瓦特的太陽能板。

店員聲稱政府問佢攞貨

男職員大力推銷,稱該款太陽能板非常耐用,平均壽命長達十多年,又聲稱“政府啲太陽能板都系同我攞貨,好有保證。”

不少店家均表示,自從上網電價計畫上月實施後,來買太陽能板的工程公司甚多,部分太陽能板已售罄未及補貨。至於查詢太陽能板的市民亦不計其數,一名店家更加笑言“答都答到口水乾”。但問到太陽能板來源地,部分人坦言:“系雜嘜牌,連包裝都無,唔知。”

為瞭解坊間廉價太陽能板的輸出效能,大公報記者隨機在三間店舖,抽樣購買三塊太陽能板,包括兩塊多晶矽太陽能板,及一塊單晶矽太陽能板,售價介乎百多至三百多元。記者委讬香港理工大學電力電子研究中心教授鄭家偉及其團隊測試,以機電工程署提供的輸出效能指引,多晶矽效能為13%至19%,及單晶矽效能為15%至20%,作參考標準。

三樣本品質全不達標

測試於日前下午二時、陽光充沛時進行。結果顯示,全部太陽能板效能都不達標。其中樣本A的多晶矽太陽能板輸出效能為12.65%,只是最低標準的九成七。而同為多晶矽太陽能板的樣本B,輸出效能更只有9.62%,僅達署方指引最低標準的七成四。至於用作比對的單晶矽太陽能板樣本C,輸出效能則為14.79%,達最低標準的九成九。雖然在測試中,多晶矽太陽能板的效能較單晶矽為佳,但輸出效能仍尚未達標。

鄭家偉直指,以樣本B的太陽能板輸出效能最不能接受,而它的結構也有問題。“肉眼嚟睇,樣本B焊接位元手工做得最差,每個焊接位都有唔同程度參差,咁代表質素唔好,亦都好可能導致成塊太陽能板晶片嘅電壓唔平均。除輸出效能大減外,仲有機會火燒連環船,燒曬其他同佢並網嘅太陽能板。”他續說,樣本A的太陽能板晶片出現變色情況,同樣代表品質欠佳,不但會影響壽命,而輸出效能下降速度亦較正常快。

議員促強制標示效能

立法會議員劉國勳指出,現時上網電價計畫推出後,坊間隨即出現不少良莠不齊的太陽能板及相關設備,當中效能差異甚大。惟市民對這些設備認識不深,故頗難選擇相關產品。他建議海關加強把關,強制製造商標明太陽能產品的效能。亦希望機電工程署加強檢驗相關產品,確保它們符合標準。

機電工程署發言人表示,署方暫沒有備存有關投訴及檢控數字。但由於安裝太陽能光伏供電系統屬電力工作,因此須符合《電力條例》及《電路(線路)規例工作守則》相關規定。系統接駁至電網亦須按照《可再生能源發電系統與電網接駁的技術指引》的規定進行。

太陽能板點揀好?
 

圖:為瞭解坊間廉價太陽能板的輸出效能,大公報委讬香港理工大學電力電子研究中心教授鄭家偉及其團隊進行檢驗

單晶矽及多晶矽太陽能板,都是由結晶半導體製成,只是加工方式略有不同。一般而言,單晶矽太陽能板轉換效能較多晶矽高。它性能穩定,壽命較長,故被用於大面積電力轉換的發電系統,或太空衛星電力上,缺點是成本較高。至於多晶矽太陽能板,售價較單晶矽的便宜約兩成,由於結晶構造並不很穩定,故轉換效率相對較低。

識別單晶矽太陽能板及多晶矽太陽能板,靠肉眼都可以:單晶矽的晶體為八邊形;多晶矽的晶體則為長方形。

如何安裝家用獨立太陽能系統?

直流電轉交流電入屋

太陽能逆變器的主要用途,是將太陽能板所發出的直流電,轉化成家庭電器使用的交流電。一般連接到電網供全屋發電的逆變器,體積約有電熱水爐般大小;而只供電予一至兩件電器使用的小型逆變器,體積則只有約手掌大,市面售價可低至百元。

逆變器貨不對辦 扮有保養

太陽能板以外,太陽能逆變器亦是太陽能發電系統不可或缺的設備。大公報記者日前在市面隨機購買了兩個小型太陽能逆變器,交給香港理工大學電力電子研究中心鄭家偉教授及其團隊檢驗。結果發現,兩個樣本轉換效率與其說明書上所說的不符。其中樣本A小型逆變器,說明書上指明轉換效率可達93%,但檢測的結果卻只有81%。樣本B的說明書指轉換效率為85%,惟測試的最高效率則僅有82%。

最令人訝異的是,樣本A的包裝盒並沒有附保養證書;而樣本B雖附有保養證書,卻沒有顯示位址,消費者如遇上品質問題,不知從何追究。

海關發言人表示,據《商品說明條例》,“商品說明”就貨品而言,指以任何方式及透過任何途徑(例如透過口述),就該等貨品或該等貨品的任何部分而作出的直接或間接的顯示,包括對用途的適用性、強度、性能或效能等。商戶如就有關貨品作出虛假,或具誤導性達關鍵程度的陳述,可構成虛假商品說明的罪行。違反《條例》屬嚴重罪行,最高可被判罰款50萬元及監禁五年。

1954年首個太陽能電池誕生

早於在1839年,在法國的19歲青年貝克勒爾做物理實驗時,發現在導電液中的兩種金屬電極用光照射時,電流會加強,因而發現“光生伏打效應”,為太陽能發電奠下基礎。

直至1930年,另一名科學家朗格首次提出用“光伏效應”製造太陽能電池,使太陽能變成電能。到1941年,另一名科學家奧爾更在矽上發現可產生“光伏效應”。

建基於奧爾的發現,1954年5月,美國貝爾實驗室的恰賓、富勒和皮爾松三人,開發出效率為6%的單晶矽太陽能電池,這是世界上第一個有實用價值的太陽能電池

Tesla最廣為人知是其電動車產品,但事實上,Tesla亦十分注重其家居太陽能發電的業務發展。近日Tesla行政總裁Elon Musk在社交平台表示,Tesla推出了一項最新計畫,讓大眾每月以50美元(約390港元)租賃太陽能電池板,推廣太陽能發電。

Elon Musk周日於Twitter上發表帖文,透露Tesla正推出太陽能版租用計劃,在沒有長期合同或前期費用的情況下,讓美國六州居民租用整個太陽能發電系統,包括加州、亞利桑那、康涅狄格、馬薩諸塞、新澤西及新墨西哥州。他提到,太陽能板租借的月費由50美元起,而加州則由65美元(約510港元)起。

值得注意的是,最低月費計劃,只涉及較小型的發電系統。據了解,Tesla提供的三款太陽能電池板,包括3.8kW、7.6kW和11.4kW,而3.8kW的太陽能電池板平均每天產生9至12kWh電量。

據Elon Musk指出,用戶可隨時終止計劃。而Tesla官網顯示,若用戶需中止系統租用服務,就需移除太陽能板及讓屋頂回復原有狀況,費用是1500美元(約1.2萬港元)。