太阳能过去、现在与未来(四)：无所不在

许多人认为可再生能源的发展，需要在如美国中西部一样有广大的沙漠提供大面积场地，美国中西部的诸多大型聚光式太阳能发电计划也的确占地广大，但是太阳能并非只有大型聚光式太阳能发电，事实上，可再生能源是最能｢化整为零｣的能源。

以德国而言，2012年，其所有的可再生能源之中，有35%来自于个人，其中大部分是家户屋顶装设太阳能电池，有11%来自于农民，也就是说在农田既种田也｢种电｣，设置太阳能电池，或是插上一只风力发电机。个人与农民加起来，将近占了德国可再生能源的半数。



无所不在、无孔不入的太阳能发电

而太阳能比起风力发电，更能｢无所不在｣，一小片屋顶即可装设，未来甚至连窗户玻璃通通可以太阳能发电，可说不只是能无所不在，还能｢无孔不入｣。

先从占地最大的聚光式太阳能发电说起，大型聚光式太阳能发电的占地十分辽阔，以位于美国内华达州的新月丘计划来说，占地1600英亩，约6.5平方公里，做个比较，台北市中正区的面积为7.6平方公里，塞一个新月丘计画下去就所剩无几了。



目前还在建设当中的新月丘计划（photo credit: Solar Reserve）

新月丘计划预计年发电量5亿度，可供应7.5万户使用，一样以台北市中正区比较，台北市中正区有6.4万户，也就是说，如果在台湾设一个新月丘计划，供应完中正区，电力也所剩无几了。用一个比中正区小一点的面积只能供应一个中正区再多一点，看来聚光式太阳能发电只有地广人稀的国家才能使用？

当然不是。聚光式太阳能发电并不是只有大型计划，如新创企业Thermata就瞄准以往大型计划无法进入的商机，包括厂房楼顶等等。

使用定日镜，随时找到光源

聚光式太阳能需使用定日镜，也就是说跟着太阳改变角度，以随时都把阳光聚焦在发电塔顶，以往定日镜系统得建立程式、输入太阳轨道，再透过密密麻麻的讯号缆线，连到每一面反射镜，还要有电力缆线连往反射镜上的马达，让反射镜照着预想的太阳轨道运转。

Thermata则使用摄影机来判断反射镜的角度，每个反射镜上有四个角度略有不同的小镜子，从摄影机拍摄小镜子的反光状况，就可知道镜子该往哪个方向调整。反射镜以8面为一组，设有2瓦的小太阳能电板，可自己供应电力，就不用架设电力缆线；每一组反射镜也内建无线网络芯片，来自摄影机的校正角度讯号，以无线网络传给反射镜，不用架设讯号缆线。如此一来，反射镜就能模组化、轻量化，以往需要线路工程师架线，现在只需要搬运工人将模组搬至定位即可。

模组化以后，不仅可减少安装成本，也能适应各种不同的空间。如工厂楼上可以放满反射镜，只需在厂房边加盖一个发电塔，就能使用聚光式太阳能发电。

连最占空间的聚光式太阳能发电都能进入更多地点，原本就可化整为零的太阳能电池更不用说了，在美国，太阳能电池正快速｢入侵｣加州居民们的住宅屋顶，而且，还免费，天底下有这么好的事？



（photo credit: Thermata）

你家屋顶借我，电力就打折便宜卖

这不仅来自于科技的进展，还来自创新的商业模式，像SolarCity这样的太阳能电池租赁业者，是加州住宅太阳能发电的一大推手，SolarCity免费帮用户安装太阳能电池，之后每个月收取租金，用户则用太阳能电池发电省下来的电费来缴租金，SolarCity还负责维护，这样SolarCity有什么好处，岂不是｢佛心来的｣？

原来是世界各国进行宽松政策，国际资金浮滥，利率低档，许多资金又被金融泡沫吓怕了，想找有稳定收益的投资标的，SolarCity的商业模式就是有稳定的租金收入，所以虽然目前还在亏损，却屡次募资都能成功，目前还正在大肆扩张租赁规模呢，所以这或许可说是资本主义的恩赐。

但只装在屋顶，终究面积有限，要是每扇窗户，或是玻璃帷幕办公大楼，都可以装上太阳能电池发电，那发电面积不就更大了嘛。看到此，你是不是想说：笨蛋！那窗户不透光，岂不是永远黑鸦鸦？



（photo credit: SolarCity）

透明太阳能电池，将看不到的光转换成电力

新创事业Ubiquitous Energy正打算解决这个问题，开发透明的太阳能电池，但透明？光都透过去了，怎么发电？所谓透明，其实是可见光可透过，对我们的眼睛来说就是透明了，但可以利用眼睛本来就看不见的红外光与紫外光来发电。

目前Ubiquitous Energy技术尚未成熟，只利用紫外光发电，转换效率约只有2%，但若能同时利用占45%的红外光，那可以产生更多电力，研究团队认为若达到10%的转换效率，就能开启许多应用空间。



（photo credit: Ubiquitous Energy）

台湾透明太阳能发电窗，已进入开发量产阶段

不仅是国外的新创公司往这个方向研究，台湾的工研院也开发出透明太阳能发电窗，目前已经技术移转给晖光日新与奇菱科技，合作开发量产。



（photo credit: 工研院）

台湾科技大学材料科技研究所副教授杨锦怀也研发“三机一体光电玻璃”，同样是透明但可太阳能发电，在外层表面更涂有奈米光触媒，可分解表面的脏污，下雨时可自动清洁，保持玻璃干净，也维持发电效率，除了应用于大楼以外，更计划研发车用产品，让车窗也能发电。

太阳能发电的场地，也是成本之一，但未来太阳能会往｢无所不在｣的方向发展，朝向分布式的思维发展，太阳能发电会位于工厂楼顶、住宅屋顶、甚至每扇窗户，和电动车的车窗上，直接供应用电，减少对电网供电需求。而非传统大电厂的思维：盖一个大场地布满太阳能电池，用密密麻麻缆线连接，再拉出输配线接上电网，又由电网输配到家户。

如此一来，太阳能还可省下输配网络的成本与损耗，而在成本上更为有利。