鉅大LARGE | 點擊量：833次 | 2021年08月08日
太陽能電池利用辦法源源不絕
核心提示：在住宅內有效利用太陽能電池自然不能缺少蓄電池。其用途是穩定功率波動、儲存剩余電力。有關住宅要蓄電池的容量也是眾說紛紜，但從家庭1天的用電量為十幾kWh左右來看，其容量至少要數kWh。
為了大幅改用可再生能源，全球的電網及住宅改革正在興起。日本首相鳩山由紀夫也宣布日本要在1990年基準上實現CO2減排25％的目標，聲明了走在世界環保前列的決心。
這個目標該要怎么樣達成？雖然實際對策的探索才剛剛開始，但對住宅變革所給予的期望極大。日本政府已經確立了在2020年之前導入2800萬kW太陽能電池的目標，其中大部分計劃配備于住宅。在本屆CEATEC上，很多廠商都展示了在住宅內高效利用太陽能電池等可再生能源的嘗試及創意（圖1）。
圖1：邁向住宅的“能源自給自足時代”
控制太陽能電池等分散電源、蓄電池、電動汽車、直流供電系統補充住宅能源的技術悉數到齊。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
組合通用產品的蓄電池
在住宅內有效利用太陽能電池自然不能缺少蓄電池。其用途是穩定功率波動、儲存剩余電力。有關住宅要蓄電池的容量也是眾說紛紜，但從家庭1天的用電量為十幾kWh左右來看，其容量至少要數kWh。要想導入如此容量的電池，即使電池價格便宜，至少也要數十萬日元。
在此次展會上，為了降低住宅用蓄電池的價格，使用個人電腦通用產品的嘗試、把電動汽車蓄電池使用于住宅的創意等比比皆是。
例如，松下就試制了使用140個筆記本電腦用圓筒型單元的鋰離子充電電池模塊（圖2）。該模塊可以利用已大量投產的現有筆記本電腦設備，“與使用車載專用單元相比，成本可以減半”（松下）。
圖2：固定式鋰離子充電電池陸續問世
面向住宅內直流供電的“直流樣板房”用固定式鋰離子充電電池接連展出。松下沿用的市售圓筒型單元（a）。夏普展出了其投資的電池風險公司——ELIIYpower的鋰離子充電電池單元（b）。TDK使用了自主開發的層疊型單元（c）。
該公司的充電電池模塊由直徑18mm×高65mm的“18650”圓筒型單元以20并聯×7串聯的結構配置。模塊電壓為25.2V，容量約為1.5kWh。為了提高單元的安全性，電極極板表面形成有氧化鋁絕緣層“HRL（heatresistancelayer）”。在展會現場，該公司展示了使用6個該電池模塊、容量約為9kWh的家用單元。
另一方面，日產汽車在演講中闡述了“V2H（vehicletohome）”緊要思路，也就是將電動汽車輛蓄電池使用于住宅，從而降低成本。
該公司常務執行董事篠原稔認為，終有一天，“住宅將能夠利用太陽能電池出現的電量為電動汽車的蓄電池充電，使用這些電量實現家庭電力的基本自給自足”。篠原表示，“汽車的行駛時間最多只占1天的10％左右”。只要在不行駛的時間將電力分給住宅使用，完全可以作為住宅用蓄電池。
利用直流實現住宅節能
圖3：可供住宅使用的直流插座松下電工和TDK分別展出了在住宅中為電器供應直流電的直流插座。松下電工展出的是住宅用直流插座模型（a）。TDK參考展出了能夠依據電器改變電壓的試制品（b）。
有關已經安裝了蓄電池的住宅，提高能效的行動也日趨活躍。代表范例是為住宅內直流供電的“直流樣板房”。由于分散電源和蓄電池的輸出為直流，因此，不轉換交流可以提高效率。
例如，松下電工展出了能夠同時利用交流布線和直流專用布線的“AC/DC混合布線系統”。該系統無需為配備逆變器的空調和冰箱等家電逐一進行AC-DC轉換，只需把AC-DC轉換器聚集到配電盤執行高效轉換，即可降低電力損失。
而且，該公司還展出了面向48V以下低電壓電器的住宅用直流插座模型（圖3（a））。為了提高安全性，插頭四周設置了樹脂壁。
除固定電壓外還能支持變頻的直流插座也出今朝會場。TDK試制了能夠依據連接電器自動改變電壓的“通用直流供電插座”（圖3（b））。有關24V以下的電器，該插座可以依據電器的電壓進行直流供電。依據插頭的物理形狀識別電器的電壓，以最佳電壓從插座一側輸出直流電。在插座一側，數字控制的DC-DC轉換器會把24V直流電轉換成適合該電器的電壓。
太陽能電池進入室內
太陽能電池的展出也為數眾多。其中，各公司一致展出的并不是設置在住宅屋頂的電池，而是在住宅內使用的色素增感型太陽能電池（圖4）。其著眼點分別在于提高住宅內低照度環境下的效率，以及提高設計性。
圖4：色素增感型太陽能電池的室內利用辦法層出不窮各公司紛紛展出通過組合蓄電池、提高設計性等方式強化了室內使用效果的色素增感型太陽能電池。羅姆依據室內低照度環境對色素和電極進行了優化（a）。TDK利用Ag膏布線繪制出了圖案（b）。太陽誘電通過結合Li離子電容器，使為電器充電變得簡單（c）。
例如，羅姆開發出了室內專用的色素增感型太陽能電池。該電池著眼于色素增感型太陽能電池比Si太陽能電池更適合室內低照度環境的特點，可以使用于掛鐘和住宅內傳感器網絡。
這種太陽能電池的色素和電極依據室內的低照度環境進行了優化，在3330lx的熒光燈照射下，光電轉換效率高達20.25％。開發使用了羅姆的集團公司——OKI半導體的技術。今后，羅姆將逐漸開拓色素增感型太陽能電池的室內用途，并在同時開展評估用試制品的開發。
重視設計性的太陽能電池試制品來自TDK。該公司試制出了不僅能在電池板上著色，還能夠繪制圖案的色素增感型太陽能電池。由于使用了柔性的pEN薄膜，因此，該電池具有重量輕、耐沖擊性優良的特點。
圖案的形成利用的是絲網印刷形成的Ag膏布線。但Ag膏描繪的圖案非得發揮電極的用途。因此，圖案要由延伸至外圍的連線構成。
為了提高可靠性，TDK改進了Ag膏與電解液之間的保護層，戒備了Ag膏腐蝕。在室溫條件下可使用5年左右。單元的轉換效率在試驗階段為7.9％。
