【產學攜手 日本集光式太陽能技術躍進】

逍遙翁

【產學攜手 日本集光式太陽能技術躍進】

 

 

■宋竑廣據讀賣新聞1月初報導，日本宮崎大學校內的集光式太陽裝置，有了新的成果突破，該設施所產生的熱能，溫度高達1千5百度，不到7秒便能讓1公升的水從0度上升到沸騰，具有世界最高等級的集光效果；

據三鷹光學儀器公司官網說明，宮崎縣與該公司、宮崎大學、新潟大學等產學合作，在宮崎大學校內的空地，完成「Beam-Down Solar Concentrator 太陽能集光裝置」，未來將有多種熱能應用。

這項裝置高達16公尺，頂部設有直徑4.3公尺的橢圓鏡，其下有88個定日鏡（將太陽或其他天體的光線反射到固定方向的光學裝置），每個定日鏡有10面直徑50公分的凹面鏡，能夠精密地感測太陽移動，把光線集中到上部的橢圓鏡，然後橢圓鏡再把從定日鏡接收到的光線，集中到底下的焦點以便利用；被集中的太陽光轉換成熱能之後，可以用在氫能源等新式能源的製造，且宮崎縣日照豐富，很適合發展太陽能。

▲日本太田市的房舍在屋頂加裝太陽能發電裝置，圖攝於2008年10月28日。（圖文／路透）所謂集光式太陽能，是指利用鏡頭、鏡子等工具反射、集中太陽光，產生熱能使水沸騰，利用蒸氣使蒸氣渦輪發動機產生電，和一般發電方式不同之處在於，熱能的來源不是燃料而是太陽能；

而在夜間等無法利用太陽能的時段，則利用蓄熱設備繼續發電。

著名的例子有位於西班牙南部的Gemasolar太陽能發電廠，能夠全天候不間斷地發電，每年發電量相當於當地3萬戶家庭的用量。

天文觀測技術 發電也適用宮崎大學已和進行氫氣製造研究的新潟大學簽定共同研究契約，之後會從新潟大學取得設備，預定2013年開始做製造氫氣的實驗，而宮崎大學工學部則正在計劃進行太陽能電池的研究；

宮崎大學先前曾舉辦相關演講，準教授西岡賢祐說：「集光式太陽能裝置，可增加單位面積的發電量，大幅減少半導體的使用量，還可降低成本。」

新潟大學教授兒玉龍也則表示：「有了這項裝置，加上我們開發的氫氣製造技術，將太陽熱能化學燃料化，有利於貯藏能源，也方便把能源運送到消費地。」

未來如何結合彼此擅長的技術，備受外界期待。

而三鷹光學儀器公司則將利用此裝置，進行蓄熱發電與海水淡化的研究。

製作顯微鏡、望遠鏡等起家的三鷹光學，早在09年就跟日本國立天文台合作，開發太陽光集光實驗裝置，利用觀測太陽用的望遠鏡技術，提升集光能力與追蹤精確度，並同時獲得觀測數據。

對於天文台來說，不管是設在山上的觀測台，或者利用氣球在高空進行觀測，電源取得不易，且發電裝置需適應嚴酷環境，和太陽能發電技術相輔相成有其益處；

有鑑定過往此類發電盛行於擁有沙漠等廣大土地的國家，因此小型化與分散化的實驗研究也在進行中，以擴大應用範圍；

2010年該公司於三鷹市的同類型實驗設備，還可以作為市民與中小學生參觀尖端技術的學習地點。

除宮崎大學外，日本其他大學也有進行集光式太陽能技術研究的例子。

根據日本經濟新聞等媒體報導，去年5月，東京工業大學發表獨家技術「多重LINK反射鏡」，企圖把發電成本降到曲面鏡式太陽能發電的2／3以下；

該技術和阿拉伯聯合大公國政府支持的能源公司MASDAR-ADFEC合作投資，還有擅長大型建造的三井造船，與具有尖端光學技術、製作高精度鏡面的日本光學儀器公司Konica Minolta參與。

在日本，集光型太陽能發電，還有其他類型的配套技術發展。去年7月，住友電力工業的橫濱製作所，起用自家設計的集光型太陽能發電設備，由於發電模組採用特殊材料，發電效率是一般市售矽晶圓太陽能板的兩倍，再搭配氧化還原液流儲能電池（Redox flow battery）等，提高供電的穩定度，預定今年向工廠、商業設施、大型家戶販賣設備。

另外，非集光型太陽能發電也有技術進展，去年年底，日本新能源與產業技術綜合開發機購NEDO（New Energy and Industrial Technology Development Organization），發表世界最高光電轉換效率37.7%的太陽能電池（一般效率僅在10~20%之間），往發電成本每度電7日圓的目標又進一步。

跨國輸電仍有變數據東京工業大學說明，研發集光型太陽能技術乃是基於未來市場的利基；他們根據歐洲太陽能發電產業協會等單位發行的報告、「集光型太陽能利用報告2009」(Global Concentrating Solar Power Outlook)指出，預測到2020年為止將有68.6GW、2050年為止將有830GW的發電量，分別佔世界總發電量的1.1~1.2%與8.5%~11.8%。

除了技術的進步，開發團隊還打算利用鄰近日本、鄰國日照豐富的區域，為此提出「ASIA DESERTEC」大計劃，所謂DESERTEC，指的是利用沙漠中的太陽能與風力來發電的技術，而「ASIA DESERTEC」則希望在位於中國中央位置的陜西省榆林，設置太陽能發電設備，再過過高壓直流送電網，經由韓國、送電到距離當地1千5百公里外的日本。

目前東京工業大學也提供中國關於「多重LINK反射鏡」的技術指導。

順便一提，去年3月，日本軟體銀行總裁孫正義，和蒙古投資公司、韓國電力公司簽署合作協議，預計利用戈壁沙漠做風力發電，預計電價（連同到日本的送電成本）將壓低至6日圓左右。

不過，目前日本法律不允許外國公司提供電力，還有立法問題需要解決，以及國際之間政治局勢變化的問題，為跨國輸電帶來可能的負面影響。

集光型太陽能的發展，也佐證了日本BP社記者野澤哲生對再生能源市場的觀察，據他的文章＜對再生能源的五大誤解＞說，（1）發電成本高；

（2）大量採用太陽能電池也無法降低發電成本；

（3）在量上無法抗衡現有發電源（例如核電等）；

（4）需要大片土地；

（5）輸出功率變化大；

個個都是上述廠商突破的目標，且風力發電成本已降到每度10日圓左右，還是高於每度7~9日圓的天然氣發電，因此再生能源還要再往下壓低成本與之競爭。

成功經驗 台灣可借鏡另一方面，再生能源市場也不乏慘敗的輸家。

據去年8月份今周刊＜股民血本無歸 誰殺了太陽能？

＞報導，過去6年太陽能廠從台灣資本市場募走了2千2百億元，最後多半付諸東流，原因之一便是「一堆人搶著做競爭最激烈的電池模組製造與代工；然而，毛利高、技術難的上游原料與下游系統整合的品牌，卻沒人碰。」

據說用來研發技術的錢「一毛錢都沒有」，所企圖的發電成本，遠高於上述日本太陽能廠商的目標；相對地，日本集光式太陽能效率不斷提升的定日鏡，不但是他們技術輸出的明鏡，也是台灣廠商的借鏡。

和台灣太陽能投資立場不盡相同的是，日本太陽能發展相關報導，多半提及311核災慘痛的教訓，因此試圖為日本能源、甚至是世界的能源找尋新的可能，以及最常被提及的、對於節能減碳、阻止地球暖化的貢獻，也因此有廠商或財團提出東亞級甚至是地球級的發電構想；

同時日本的核電廠商，也因為311核災後引發的反核聲浪，試圖開拓國外市場，去年10月底，日立製作所看中英國多數核電廠老舊需要汰換的現況，以鉅資收購英國核電公司，然而12月時法國電力集團因為成本因素，決定延後對英國核電工程的投資。顯然，為日本帶來悲劇的核電，與企圖走出悲劇的再生能源，正處於此消彼長的狀態，展現著反核運動的影響力，與再生能源的技術力。

 

引用：http://n.yam.com/lihpao/arts/20130122/20130122164287.html