日本太阳能建筑系统商机焕新，厂商攒出各种奇妙方案

而这次的展览，几乎所有的主题都围绕在“系统”方面，因此无论是产品设计或展出话题都将系统概念融合进来。

厂商因应日本补助政策改变推出新的系统方案

日本自2009年11月起实施余电趸购电力制度，主要希望快速扩大民众使用太阳光电系统，并利用中央与地方设置补助金双管齐下，使得日本模块价格虽偏高，但可以在十年内回收成本。

2011年4月起日本经产省首度调整趸购电力费率，其中住宅用10KW以下系统由每度电48日圆降至42日圆，降幅达12.5%；然在10KW以上之中大型住宅系统，工厂、事业所等型以发电厂为主要诉求的系统，则由24日圆提高至40日圆，为此新制度之最大变化(如表一所示)。

表一 日本2011年新实施趸购电力费率调整状况

由此政策改变观察，日本政府利用补助提高的方式积极鼓励中大型系统的设置，也促使厂商思考新制度所带来的新商机，其中过去较忽略的集合式住宅系统就成了许多厂商的思考方向。集合式住宅类似出租公寓，由住宅管理人(或房东)来经营，屋顶面积比起一般独立住宅大许多；然而虽有很多住户，但屋顶所有权属管理人，发电后之电力使用归属会有很大的争议，因此过去并没有相当大的投入。然而在此政策加持下，已有许多日本厂商对于此市场设计新的系统营运方案，以Solar Frontier为例，提出了三种可能的设置方案：

1.由房东设置，用于公共用电：公共用电电费减少。

2.由房东设置，房东使用：房东电费减少。

3.由众住户设置，众住户依比例使用：各住户电费减少。

Solar Frontier表示，房东在屋顶设立太阳光电系统后，有以下的效益：

1.活用共有的广大屋顶，提高余电卖回收入；

2.结合补助金，可缩短回收期限。

3.夏季高楼层可防止高温。

4.与其它集合住宅差别化，形象提升，相对较易出租。

系统厂商将依各式不同的营运方式，提供系统组件与设计解决方案，如支架结构、电表型式等；然而，要能提供此服务方式，必须同时具备不同业界的能量，因此异业横向整合与否也关系到能否提供此复杂系统服务。

图一 Solar Frontier提出的集合式住宅解决方案

SHARP则利用本身具备硅晶、薄膜等多元生产线，针对大型办公建筑与工厂提出因地制宜的解决方案，如在高层楼采取耐风压模块，在高温区域采用温度系数低的硅薄膜模块，在天窗美化方面采用透光性硅薄膜模块，将一栋大型建筑的各角落都确实运用。

图二 SHARP提出之大型建筑系统设置解决方案

此外，为了扩大普通住宅的设置容量，过去一些不适合设置系统的屋顶边角不连续区块或阴影区块，也设法装设模块，以房屋改建大厂West Holdings为例，其解决方案为利用National Semiconductors所提供之SolarMagic优化器(Optimizer)使得各模块的输出电流稳定，因此在阴暗角落也可安装太阳能模块，设置容量也因此扩大。

然优化器的运用不一定是扩大设置容量，台湾的泰和光电提出利用优化器来提升已设置多年的模块之效能的另类作法。由于太阳能模块设置后，经年累月会造成效率衰退，整体系统输出会降低，若在此时设置优化器来辅助衰退模块的输出，可减少模块汰换的次数。

图三 左为West Holdings提出之优化器运用好处，使原本屋顶仅能安装

7枚模块扩大到14枚；右为泰和光电推出的优化器

除了政策改变所带动的商机外，目前日本产官学研界所提出“全电化”趋势也在此展览中展现，如同时利用太阳光电与太阳热能的“Twin Solar”解决方案，已有三菱电机等大型电机厂商提出，并宣称可减少91%的光热费用。

系统解决方案相关商品多元化发展

设立一个太阳光电系统，除了模块与逆变器以外，其它因应不同设置环境下所运用的支架、变电箱、电表与管理系统也是本次展览的重点项目。

电机大厂TOSHIBA在2010年开始投入太阳光电领域后，便积极运用既有的产品资源发展完整的太阳光电系统解决方案，且在这一年的发展中，已逐渐从太阳光电系统扩大到电力管理系统的领域，其开发的家庭电力管理系统“Feminity”可结合iPad等通讯产品来管理用电状况，可说是跨入智能电力系统的重要踏脚石。

而在安装方面的配件，也因应日本市场的需求提出各式的解决方案，尤其在支架方面持续提出具有创意的项目。三菱重工Mechatronics Systems提出了以PE材质储水桶代替传统金属支架的作法，该方案可以轻量的空桶状支架搬上屋顶，待确定方位与位置后，再注水便达到固定效果。这方案不仅可以加速设置系统的时间，减少人工成本，也可在系统设计时的弹性加强，对于系统设置过程更为优化。

图四 三菱重工Mechatronics Systems提出以PE空桶替代金属支架解决方案；

左为平台式，可运用于住宅屋顶；右为直立式，可运用于平面屋顶

另外在日式屋瓦建筑上，也提出了许多创新想法。例如，许多厂商在系统设置时需在屋顶上打洞固定，但也造成了屋顶漏水的现象为了改善此现象，屋根研究所提出特殊功能化的新型屋瓦，如“支持瓦”为固定架与屋瓦一体成形的新配件，可直接替换原有屋瓦，不需在屋顶上钻洞即可固定；又如“配线瓦”则是在屋瓦上篏入电线，使得电线不至于曝露在屋顶，可减少维修次数又可美化外观。 [!--empirenews.page--]

图五 屋根研究所提出屋瓦替代解决方案；左为支持瓦，右为配线瓦

同样是预防打洞所造成的漏水现象，汤浅商事住宅本部提出以强力磁石替代固定架的作法。此磁石固定器荷重可由25Kg至100Kg，仅需在屋顶黏上铁板，即可以磁石固定模块，不需打洞，屋顶不会漏水且耐震耐风且安装快速，也可减少订作支架与人工之成本。

图六 汤浅商事住宅本部「MAGMOREN(マグモレン)」模块固定器，可以磁力将模块固定于屋顶上

材料商在系统周边组件也花了许多心思。以玻璃大厂旭硝子为例，提出了三种不同的模块轻量化的解决方案，以期减少搬运上产生的时间与人力成本。其三个方案分别为：

1.利用化学强化玻璃「Dragontrail」技术，可将玻璃厚度减少48%，重量减少1/3。由于此技术为平面显示器发展而来，因此玻璃表面仍有炫光的问题待解决。

2.利用物理强化玻璃，玻璃厚度同样减少48%，重量减少1/3，且没有前项技术之炫光效果，但因成本问题，仍在开发中。

3.以ETFE膜代替玻璃，并以纤维强化塑料(FRP)替代铝框与支架。这些都是旭硝子已具备的材料，虽然体积会扩大，但重量减少40%。目前尚无运用实绩。

图七 旭硝子提出之轻量化模块系统方案：运用ETFE膜与纤维强化塑料达到40%轻量化效果。

左为实品，右为其构造图

旭硝子也将其它在建材产业上的材料运用于太阳光电系统，如已发展25年的氟素树脂涂布材，过去一直运用于建材表面保护膜，可加强建筑基材之防酸雨与抗UV功用，现在旭硝子转用用来加强太阳光电系统支架之耐用度。由此见得，太阳光电虽然仍算是一个年轻产业，但许多过去已有的技术能量也可加入，并藉此达到高值化的效果。

IEK观点

日本为全球太阳光电最早普遍使用的国家之一，因此除了各种太阳能电池技术发展都能维持领先地位外，对太阳光电系统的运用与经验也相当丰富，且可以由不同业界的知识与经验运用在这年轻产业中，让太阳光电技术在日本的发展特别有创意。

也因为系设置经验丰富，使得周边组件的发展有许多欧洲厂商想不到的巧思，如因应日本屋顶文化的各种替代方案，减少设置时间的轻量化措施，以及日本固有的电子产品强项之运用，使太阳光电系统的运用模式与型态更为丰富。

此外，对于政府的补助措施大幅转向，也让原本专注于住宅屋顶系统的日本系统商开始思考中大型系统的建置，因此开始进行新的系统营运模式制定，期望以完整的服务产品因应政府政策产生的新商机。由此可发现，日本因拥有足够的内需，使得系统厂商有足够的练兵场所，也带动了周边组件厂商在太阳光电系统中找到可以介入的地方，也使得太阳光电产业不仅限于电池、模块等主产业链，金属加工、材料、电机、塑化厂商也在太阳光电产业的攻守范围内，将产业关系能够错综串联成一个大集团，政府将正视此产业链关系，也愿意投入更多补助预算在这个绿色技术上以带动整体产业的发展。

虽说日本的状况无法完全套用在中国的现实环境，但也值得国内参考；若能够在系统优惠费率补助持续三至五年，一定能够吸引更多不同业界厂商思考在太阳光电领域中能否提出贡献，系统厂也能藉由这些异业能量让发电系统的价值更加提高，更可使得太阳光电关联的产业能够扩散到各种传统工业，进一步达到日本一般加强补助的良性循环。