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讓德國紅點也喊讚的綠能科技 「輕量化太陽能模組」

2017/06/03 |撰文:謝惠子 點閱人次: 9081

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綠能科技公司林士源總經理於發表會中,介紹輕量化太陽能模組產品
圖片來源:綠能科技股份有限公司

頂著德國2016年紅點(Red Dot)產品設計獎的榮耀光環,輕量化太陽能模組正式公開亮相,向全球訴說著綠電大未來!

大同集團旗下的太陽能製造商「綠能科技公司」攜手國內頂尖工業設計團隊「奇想創造」,於今年(2017)3月21日共同發表新創的輕量型模組系列產品「Light 2」,包含:太陽能步道、太陽能隔音牆、太陽能BIVP建築系統、太陽能公車站及太陽能行動電源,具體展現創新科技的「輕」「薄」魅力。

「我們新研發的輕量化太陽能模組,不管未來是運用在路面、建築、水上或是埤塘等案場,希望可以配合政府的綠能政策開啟示範推廣作用,並激盪出良好的產官學合作模式。」接受採訪的綠能科技公司陳婷婷處長如是開場。

輕量化太陽能模組特色

輕量化太陽能模組特色
  • 以專利波導材料取代傳統玻璃
  • 抗風壓7,000Pa,機械荷重10,000Pa
  • 通過IEC太陽能模組防火試驗C級
  • 重量最低可降至標準模組60%
  • 最薄厚度可降至1.5公分
  • 無反光疑慮
  • 隔音減噪效果達35分貝
  • 廣角吸光,低反射效果

尋求差異化,以專利輕量材質取代傳統玻璃

「其實就產品的升級研發來說,太陽能模組已經沈寂好幾年了,因為大家幾乎都著重在發電效率的提升,較無新的突破性技術發表,所以當輕量化太陽能模組於今年3月先行至日本參展時,日本人認為看到了新亮點。」綠能科技專案經理劉宗沛解釋,並非在推銷自家產品,而是希望可以從銷售端的競價惡戰中找到一條新路,讓台灣的軟實力更加大步地邁向海外。

這次新推出的輕量化太陽能產品,從模組特性來看,發電元件仍然是矽晶的電池片,最大特點是以專利波導材料取代傳統太陽能板表層的玻璃,大幅降低模組重量,連厚度都可以降至1.5公分。

「一般傳統的太陽能板1片大約是20公斤,光是玻璃重量就占了三分之二,輕量化模組是15公斤,也可以依照不同安裝場域的需求,客製化的調整到13公斤以下。」以波導材料取代傳統玻璃,成為「輕量化」的最大功臣,劉宗沛說。

因為換掉了玻璃,「反光」問題也隨之得到解決。透過各種不同波長的反射率測試,傳統玻璃模組的平均反射率為9%,波導材料模組則為0.7~0.8%,近似水泥面的無反光效果。

「國外曾經發生空中的飛鳥因為遭遇眩光而掉落下來的案例,危害到動物遷徙,若類推至將太陽能板安裝在機場航道邊,玻璃反光極有可能會影響到飛安。不過必須強調的是,傳統的模組仍然可以在不同的場域發揮適當的作用。」劉宗沛持平而論。

今年2月,綠能科技公司在桃園觀音廠區鋪設了6公尺長的「太陽能步道」,預計將延展至20公尺長,同時也計劃於今年6月,在台南「沙崙綠能科學城」再鋪設一條12公尺長的人行步道,供民眾實際使用。

考量路人行走安全,該公司在輕量模組的表層部分如花紋(壓花)地方進行特殊調整,也做摩擦係數測試,測值為1.9,是非常安全的等級,在美國的ASTM標準中,只要摩擦係數大於0.5以上,就是公定的安全行走標準。


美國ASTM1679地坪摩擦係數標準
地坪摩擦係數 安全等級
0.00~0.34 極度危險
0.35~0.39 非常危險
0.40~0.49 危險
0.50~0.59 很安全
0.60以上 非常安全

值得一提的是,由於太陽能步道必須平整鋪在路面上,無法採用標準朝南23.5度的安裝方式,加上安裝時是春季,並不是太陽最大的時節,而且行人走踏與車子經過時造成的髒污或是建物遮蔭都會造成影響,但測試3個月下來仍然有7成的發電率,足夠供路燈使用,測試結果令人十分滿意。

對此,陳婷婷表示,依照每日實際的發電量來估算,每平方公尺步道1年平均發電量可達168度,若以南台灣的日照量估算雙向設置1.7公尺寬的太陽能步道發電量,每1公里約可發電7,446度,足供76戶四口之家的一年用電(依能源局統計台灣每人每天耗電5.1度),而且較沒有土地承租或變更使用的相關問題。這樣的成效,引發台北市政府與日本廠商的高度興趣。

此外,預計建置成本也會比法國的太陽能公路或是荷蘭的自行車步道低許多,大約是三分之一的價格,對於政府擴大綠能使用相信可以有很大的加分效果。


綠能科技公司於桃園觀音廠鋪設太陽能步道,發電效率達到7成
圖片來源:綠能科技股份有限公司

輕薄一片,亮點無限

談到法國及荷蘭的太陽能路面使用經驗,劉宗沛指出,他們在安裝或實際運用的過程中,確實發生過表層玻璃破損或模組無法發電的狀況,所以模組本身機械強度的耐候性(Weather Resistance)也是研發重點之一;尤其台灣每年一到5月就進入汛期,之後的颱風季節所帶來的強大破壞也不容小覷,目前國內定義的最高17級風之風壓為4,403Pa,能否承受極端風壓成為太陽能機組的一大挑戰。

「輕量化太陽能模組除了表層是高分子複合的波導材料,避免表面容易破裂毀損,整個支撐結構的背板也改由金屬複合材料打造而成,大幅提升模組的結構強度。經測試後,模組的抗風壓能力達到7,000Pa,機械荷重達10,000Pa。」

這對因應全球暖化而加劇的極端氣候是個福音,也是幫助國內太陽能產業邁向更耐候的起始點,太陽能設備穩健地推展至水域發電等不同場域的構想不再止於想像,成為實現政府綠能政策的有力基石。

基此,綠能科技公司攜手桃園市政府設置了全台第1座水上型光電埤塘,總裝置容量為481.44kWp,每年發電量達到58萬度電,為拓展太陽能版圖再下一城,也持續與工研院合作,期待激發更多產研加乘創意。


降噪35分貝,太陽能隔音牆熱力無礙

有趣的是,因為專利波導材料特殊,意外多出降噪的功能,「太陽能隔音牆」也應運而生。

「一般戶外環境為85分貝(dB)算是吵雜的,室內約60分貝則是相對安靜,而太陽能隔音牆的降噪效果達到35分貝,比法定減噪效果需達25分貝以上方能視為隔音材要來的高些。」

劉宗沛表示,「太陽能隔音牆」適合安裝的場域包括高架道路、高鐵、火車站區等。像高鐵列車在接近市區進站時,雖然減速行駛,但是瞬間正(進)負(出)風壓仍大,車速音量也高,這時太陽能隔音牆就發揮極佳的阻絕與抗風壓功能。「若是安裝在高速公路兩側,一來降噪與不會有反光,二來模組機械強度高,也有可能成為交通事故中的『救生板』,能防止車子衝出車道翻落,也不會有玻璃板碎裂加重事故傷害的狀況發生。」

近期綠能科技公司將搬運1座太陽能隔音牆至「沙崙綠能科學城」,與所有產業匯聚交流,共創更大的綠能效益。


太陽能隔音牆降噪效果達35分貝,適合交通運輸場域使用
圖片來源:綠能科技股份有限公司

客製化優勢,滿足各式需求

打造概念與太陽能隔音牆相仿,「太陽能BIPV建築系統」也是「輕量化模組」延伸的研發重點。

「目前經濟部能源局力推太陽光電建置,不過屋頂與土地畢竟使用面積有限,配合政府都更計畫,融入建物甚至是取代型的太陽能BIPV建築系統將是未來發展方向之一。」綠能科技公司看好這片藍海,依輕量化特點,研發出各式太陽能模組產品,形狀可依照應用場所做切割變化,非常適用於高階屋頂型與建築系統裝置。

「不管是牆壁、屋頂或是窗戶等,都可以在設計初始就將太陽能系列裝置納進來,透過取代而非加蓋的形式,成為建物的一部分,且發出的電力可供家用。別出心裁的是,輕量化模組本身還通過消防單位耐火測試,防火等級達到C級,兼具安全與實用性。」

吳泉毅專案經理表示,民眾可能會覺得在屋頂上「加裝」了太陽能板,就算是BIPV的裝置模式,但是實際上業界多半認為BIPV應該是已經取代建物的一部分,可被視為「建材」,而非「加工」多出來的,因此期待政府相關單位能夠研擬出適合太陽能BIPV建築系統契入市場的法規及獎勵方式。

「Light 2」系列模組的適用性非常多元化,不管是太陽能步道、隔音牆、建築帷幕或是太陽能公車站等,在專利波導材料的改質加值下,皆能一體適用的發揮所長。「而且因為模組輕又薄,安裝工法也更顯豐富,以牆面為例,可以交錯或滿鋪,增加視覺變化,甚至可以單件的附掛在陽台上,進行整套模組半移動式的定點裝卸;太陽能公車站亭除了直立的ㄇ字造型,上方還能延伸出一截翅膀,將太陽能板的裝置面積達到極大化,電力也可供進站資訊的跑馬燈使用。」

這裡有項創新值得喝采〜就是在發想設計太陽能隔音牆與立面帷幕時,輕量化太陽能模組突破了大角度吸光問題。

「一般傳統模組在太陽直射時的發電效率最高,但在大角度時『光譜』的吸收力相對下降,所以高緯度國家必須進行太陽能板角度的調整。輕量模組在多面向角度時可增加陽光吸收率5~10%,發電功率於早上與下午時較傳統模組多出10%,可滿足不同場地的需求。」


太陽能公車亭
圖片來源:綠能科技股份有限公司

移動概念,助攻可攜式電源夯當上市

隨著話題聊到了移動概念,劉宗沛笑稱現代人重度使用3C產品,對於電力需求更大更即時,能夠移動與可攜式的「太陽能行動電源」自然是不容錯過。

「所有的移動概念都是從輕量化開始的。」劉宗沛展示外觀造型類似手提電腦的太陽能行動電源,解說只要打開來接收陽光,就能從側邊的USB孔直接插座充電,適合郊外野餐、露營、旅遊或上山工作時使用,十分便利。


被暱稱為「潮人公事包」的太陽能行動電源,方便攜帶與操作
圖片來源:綠能科技股份有限公司

既然太陽光能夠源源不絕的發送,儲備電力系統也隨之變夯。

再生能源目前仍有供電間歇性問題,除了併網躉售,若是獨立型自用電站就必須搭配儲能系統,「不管是高效能儲能電池、燃料電池或鋰電池,國外許多大廠開始專攻電池效能的續航力與造型的輕薄短小,提高能源使用的自主性,這是未來趨勢,也是太陽能、風力等綠能往上發展的關鍵助力。」若搭配得宜,不僅拉高綠能進入電網的占比,也加速能源轉型的進程。

希望未來能有適合的場域,實地進行安裝測試輕量化太陽能模組。「我們覺得公園是個好所在,可以安裝太陽能步道、椅子、涼亭、路燈、告示牌、公車站等,所有電力自發自儲自用,成為實踐『全城發電中』的縮影,也讓民眾有機會近距離接觸,瞭解太陽能的優勢,加速太陽能新創科技擴大使用與推廣。」


輕量模組適用性非常多元,舉凡公園裡的步道、路燈、椅子等,都可以是「發電」的亮點
圖片來源:綠能科技股份有限公司

不過在申請花博用地與大同公司前庭的公園時,仍遭遇到困難,原因是審核的機關橫跨多個管轄單位,各級之間的責任歸屬較為複雜,使得太陽能新品的測試推廣變得不易,「雖然我們已在桃園觀音廠區鋪設了太陽能步道,大廳也展示有太陽能隔音牆,但是看見的人畢竟有限,若能像法國或荷蘭一樣,選定出公眾的示範場域,同時加大各地方縣市政府的參與力道,並綜整太陽能建案審核單位的權限,相信對政府全力拉抬綠能政策與相關產業會有更直接的助益。」吳泉毅語帶迫切,殷殷企盼。


產品價值不在量化,人與環境才是重點

回過頭來審視當前的立足點,綠能科技公司有話想說。

「縱使有些產研新品能順利問世,但是不一定都能用『數據』來衡量它的成效。有時是高成本影響,更多是企業社會責任的著墨,因為總不能搭建一條傾斜23.5度的太陽能步道大發利市,卻讓大家無法在上面行走吧!獲利固然是廠商的營運重點,但核心價值更該落在人與環境上。」短短幾句道盡研發的初心。

綠能科技公司青出於藍,營運規模已超越母公司尚志半導體,加上大同集團豐厚的技術背景與大同大學人才培育的優勢,助長「綠能科技」名實相符,接軌綠能大未來趨勢。在推出輕量化太陽能模組與實測的第一步之後,政府接棒的第二步:廣開申設場域與協助布局,積極地鼓勵與拉抬,除了讓綠能科技有機會拓展應用層面,協助台灣能源轉型,更能帶領企業走出自家場域,進而轉往國際舞台發「光」發「熱」!

綠能科技公司小檔案

綠能科技公司(Green Energy Technology Inc.GET)是大同公司透過子公司尚志半導體於2004年7月投資成立的太陽能科技公司,業務分層包括:晶片事業處及薄膜事業處,主要產品為:多晶太陽能矽晶片、多晶太陽能矽晶錠及薄膜太陽能模組。

  • 行業別:半導體製造
  • 行業說明:太陽能晶片製造廠商
  • 負責人:林蔚山
  • 公司地址:桃園市觀音區觀音工業區大同一路19之2號
  • 公司網址:www.getinc.com.tw

 

德國紅點設計獎

紅點設計大獎(Red Dot Design Award)是由德國著名設計協會Design Zentrum Nordrhein Westfalen於1955年創立,競賽獎項分為:產品設計獎、傳達設計獎及設計概念獎,被稱為設計界的奧斯卡獎;與德國IF產品設計獎、美國IDEA獎並稱為世界3大設計獎。

 

 

資料來源/天地人文創

 


關鍵字:輕量化太陽能模組,太陽能步道,太陽能隔音牆,太陽能行動電源

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