充分利用太阳能电池节省光热费(上)

“2009年度上半年(2~7月),配备太阳能电池系统的住宅订单超过了上年全年总和,达到了2800栋,燃料电池订单达到650台”(积水建房)。乘日本政府推出补贴等优惠政策之东风,太阳能电池和燃料电池等创能元件导入日本普通民居的速度开始加快。通过导入这些创能元件以及LED照明、高效空调等节能元件,实现不花费光热费住宅的可能性开始出现。

  笔者特意到积水建房的样板房考察了最新创能节能住宅的实力,并采访了日本产业技术综合研究所的未来技术构想。

以东京的四口之家为标准估算耗能

  积水建房以居住在东京都的四口之家为基准进行了估算,结果表明:配备高效燃气热水器“Ecojoese”的住宅每年的基准光热费为23万7200日元(图1)。如果安装4kW的太阳能电池,通过使用所发电力和向电力公司出售电力,每年的光热费可降至14万7900日元 注1)。与上述的差额每年是8万9300日元。现在电力公司收购的电价为23日元/kWh,今后如果提高到48日元/kWh,每年的光热费就下降到9万7000日元,通过太阳能电池节约的光热费将扩大到14万200日元。

注1)CO2排量由3195kg/年减至2098kg/年。

  假设太阳能电池系统的设置成本为70万日元/kW,利用国家补贴金(7万日元/kW)和东京都补贴金(10万日元/kW)、再加上地方政府的补贴金,设置成本会降至50万日元/kW。如果是4kW太阳能电池的话,成本就是200万日元,收购电价为48日元/kW时,通过太阳能发电节约的光热费,约15年就能够收回初期成本。

  另一方面,如果导入燃料电池来取代高效燃气热水器“Ecojoese”,那么每年的光热费就下降为19万2600日元 注2)。与基准光热费相比每年节约4万4600日元。燃料电池的价格约为350万日元,即使使用国家补贴金140万日元,也需要200万日元成本。即便减去高效燃气热水器“Ecojoese”的购置费,仅靠燃料电池节约的光热费要想收回燃料电池的初期成本的话,需要30年以上的时间。

注2)CO2排量为2512kg/年。

  要想不花光热费,不仅需要导入燃料电池,还需要将太阳能电池增至5kW,并积极导入LED照明等节能元件。这样每年不仅不需要花光热费,相反还会赚1万9200日元。不过,要能够设置5kW的太阳能电池,需要考虑屋顶的形状,以便设置太阳能电池。
设置更加美观的太阳能电池


通过上述光热费的计算可以看出,随着电力收购价格的提高,太阳能电池带来的光热费削减效果将不断增加。积水建房为防止太阳能电池面板太过扎眼,采用了瓦一体型太阳能电池,提高了屋顶的美观性。该公司的瓦一体型结晶硅太阳能电池和薄膜硅太阳能电池都非常美观,从远处看都很难辨别出是否设置了太阳能电池(图2)。这与混合动力车采用不同于现有汽车的设计使其在街上非常醒目的做法正好相反。这与住宅使用寿命长达50~100年有关。因为奇特的外观也许会在未来的住宅区显得格格不入 注3)。

注3)此次造访的样板房设有松下的燃料电池。外观为银色,属于近未来设计。随着燃料电池进一步普及,还可以变成白色及浅褐色等不显眼的颜色。


  通过把太阳能电池做成瓦一体型,还扩大了薄膜硅型太阳能电池的用途。现有薄膜硅型太阳能电池面板存在因转换效率低导致设置面积增加的问题。而设置面积的增加,又会是的台架等的成本相应增加。与此相比,瓦一体型太阳能电池可以取代瓦,能够抑制设置成本增加。另外,使用了瓦一体型太阳能电池就不再需要瓦,因此没有瓦的成本。3kW左右的太阳能电池系统以南侧屋顶为中心设置就足够了,如果需要加大太阳能电池的功率,还可以扩展到北侧的屋顶。

  另外,作为太阳能电池在住宅中的应用,太阳能电池厂商等正考虑将透过型太阳能电池应用于窗户。窗户本是为了采光及看到外面而设置的。“不利于采光、不利于看到外面景观、且隔热性差是透过型太阳能电池目前的课题”(积水建房环境推进部防止全球变暖研究所所长石田建一)。积水建房还在考虑将太阳能电池设置在墙壁上,但受屋檐、周围房屋、电线杆及树木等的影响,墙壁很容易照不着阳光。“如果太阳能电池变得足够便宜,则有可能设置在墙壁上,比如涂布式太阳能电池等”(石田)。

  伴随着太阳能电池愈发受到关注,也一些设备受到了太阳能电池的电力收购价格提高的影响。这就是家用充电电池。由于购买剩余电力制度的出现,与其将电力储存在充电电池中,不如卖给电力公司更合算。因此,未来短期内,日本家庭导入充电电池进展不会获得快速发展。(未完待续)


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