低碳的光芒辉映东方明珠

低碳的光芒辉映东方明珠 太阳能发电装机容量达 4.5 兆瓦,成为国内面积最大的 太阳能光伏电池示范区;交通零排放,公共交通将使用氢能源 车、超级电容车等清洁能源车辆;大规模应用节能技术,新型 半导体 LED 照明系统、江水源热能采集等等新技术的应用, 齐聚 2010 年的上海。 本届世博会对新能源技术的重视超过了以往的任何一 届。 六年来世博科技专项支持的几十项技术攻关的创新成果, 为我们展示出后世博城市雏形从各种可替代能源,到更有效 率的传统能源使用方式,再到包括衣食住行在内的各个使用 能源的产品终端,新能源带来新的商业机会 开创“太阳能世博标杆” 正值春雨连绵,远望去中国馆的斗冠红柱仿佛增了些飘 渺,别样味道。 恐怕再早几个月,上海太阳能工程技术研究中心的郝国 强博士及一干人等还没心情赏这雨润烟浓的景儿。中心承担 了世博会太阳能规划设计工作,这片国内面积最大的太阳能 光伏电池示范区,得经得住阴雨天、 尤其是连续性阴雨天气的 考验。 与石油、煤炭等矿物燃料不同,太阳辐射能的光热、光电 和光化学的直接转换不会导致温室效应和全球性气候变化, 也不会造成环境污染,对满足人类经济社会不断增长的能源 需求,实现可持续发展意义非同寻常。 在 2000 年德国汉诺威举办的世博会上,展示了当时世界 最先进的太阳能建筑、光伏发电装置和当时世界最大的太阳 能游艇,点燃了 21 世纪“太阳能世纪”的星火。随后的几年 里,全球的太阳能技术日新月异,太阳能产业以每年 30的速 度递增。在 2005 年的日本爱知世博会上,出现了输出功率分 别为 200 千瓦、30 千瓦和 100 千瓦的多晶硅、双面受光型单 晶硅和非晶硅的太阳能电池。所展示的这些太阳能发电技术 表明太阳能等可再生能源能够以较高的效率提供电力,缓解 传统能源供给紧张问题,并为保护环境、 实现循环型的社会模 式做出贡献。 2010 年,绿色世博。这片园区内使用量最大的新能源就 是太阳能。太阳能发电光伏产品集中应用到中国馆、世博 中心、主题馆和南市电厂的屋顶、玻璃幕墙上,与建筑融为一 体,所谓光伏建筑一体化。 一体化的设计和建设比单独建设太 阳能发电系统节约成本 30以上,建成后的太阳能发电系统 总装机容量约 4.6 兆瓦,并且已经实现了与电网的并网,这一 应用规模远大于历届世博会。 根据计算,世博园区光伏建筑一 体化系统年平均发电量为 408 万千瓦时,可减排二氧化碳 3330 吨。 而此前人们觉得太阳能建筑还离之甚远。 “用太阳发电 的楼只是个概念性的摆设吧。 ” “太阳能的概念普及相当早, 但多数并不了解发展状况。很多人一说起太阳能只会想到热 水器。 ”几名行业中人的脸上飘过无奈。他们还不知,更有甚 者的脑海里,太阳能的代表是汽车窗前那个不插电就摇头晃 脑的塑料叶子。 倒是上海出租车司机于师傅,因常在太阳能研究中心附 近行驶,更了解些前沿动态“他们的楼就是太阳能建筑,三面 儿墙都是湛蓝的电池板,楼里用的就是太阳能发的电。 ” 就他的话向郝博士求证,得到了肯定的答案。 研究中心的 楼群不仅屋顶、幕墙,连外面的地砖、草坪也都有所“埋伏” 了太阳能电池,太阳能并网发电系统总安装容量为 1.18 兆瓦, 日常实验耗能基本自给自足。 作为前身,这座楼给世博馆解决 了关键技术,也供世博园区作参考。 以为他们有了这个样本,接手世博馆应是驾轻就熟。 然而,“就电池技术而言,我们敢说达到成熟水平。但世 博园中的光伏建筑一体化不是简单将电池附着在建筑物上, 靠建筑物作支撑;而是光伏组件以一种建筑材料的形式出 现。 ”郝博士称这才是大的难点在不同的地点、高度以及不 同的安装方式,对电池组件力学性能要求是完全不同的。 大面积采用太阳能电池组件来当幕墙和采光顶,要求电 池技术既能满足抗风压、冰雹、雷击的系数;亦需符合建筑物 的实验、安全要求;更得保证一个长时间的可靠性。在连绵雨 期中的持续正常工作,只是其中一项指标。 “建筑师们头一回如此大幅度迁就了光伏技术的可用性, 我们则要兼顾建筑工程的力与美。 ”现在听郝博士讲来很是 热闹,但可想而知彼时是怎样一番焦头烂额的场景。 举例讲,设在主题馆的电池组件,不得不考虑它南北跨 180 米的无柱空间结构,结果其成为了目前亚洲最大的单体建 筑太阳能屋面;而在中国馆,电池组件要成为“东方之冠”艺 术效果的一部分;世博中心馆,节能的同时,可以提供强大的能 源支持,实现年发电 100 万度。 “这个数字,可供约 2000 户居 民一年用电。 ”郝博士微笑,“太阳能在世博的应用是一个标 杆。 ” 即便在上海世博会结束后,几座永久性建筑,将一直顶着 那湛蓝的大屋板,将其清洁低碳的身份展示给每一个来这里 的人看;年轻的父母散步路过,会指着太阳,讲解给小小的孩子 听这几所场馆发的电,早已惠及周边百姓。 开启“半导体照明元年” 在上海半导体照明工程技术研究中心,有个 “LED 生活体 验馆”,其中一间异常迷人在四面墙壁和天花板上遍装 LED 光纤灯来模仿银河星辰,光纤隐匿于墙中,点亮时见光源不见 灯体,只觉星星点点弥漫身遭,抬头见一颗天枢星似摘手可 得 LED 全称发光二极管,最早红色,后有黄、绿。但彼时多 用于信号指示,直到上世纪 90 年代蓝光 LED 划时代问世。 利 用荧光体与蓝光LED的组合,可轻易获得白光,这是LED走上 照明之路。 但其速度之快,用研究中心熊峰博士的话讲,叫一夜之间 百花齐放。 这个新一代光源的优势太明显,生产绿色,使用节能,被称 为人类照明史上继白炽灯、荧光灯、高压气体放电灯之后的 又一次飞跃。 2010 年上海世博会上,LED 尽施拳脚,广泛出现在室内外 照明、景观装饰、指示牌、信息显示屏、演出布景等方方面 面。目前看,整座世博园有望成为全球最大的 LED 集中示范 区。 这其实不是人们第一次见 LED 大出风头。2008 年北京 奥运会是高亮度、大功率 LED 成功应用的典范,那场精彩开 幕式兼成为了当时最大的一场 LED 灯光秀。但这以后,好些 人还不是很分得清 LED 灯与霓虹灯、胶管彩灯的区别,毕竟 城市的夜晚,它们都能见于招牌的勾边。 “专业的人可以很容易从光线就分辨出白炽灯与 LED 灯。但对大众来说,教一百个好道理,不如一瞬亲见。 ”熊峰说, “这是 LED 在世博和在奥运不一样的地方,5 个月里,无数的 人会到这里来与世博科技互动,他们能看到、摸到、感受到 LED 照明。甚至,是感觉,科技无形的牵引,往往会在更长的时 间里表现出它的力量。 ” 熊峰指出生活随处可见的 LED交通信号灯、显示屏广 告牌,银行的股指走势屏“虽然生活中已入寻常百姓家, 但 LED 还是有它的不成熟之处其自身发展的过快,以致配套 产业跟不上;比之国外,我们的 LED 产业很显稚嫩,导致价格 成为市场这一环最难啃的骨头。 ” LED 灯成本高于白炽灯,光纤 LED 更是不菲。时有访客 觊觎星空房间,通常想将私人住所照搬打造,但在听了报价后, 都按下这个不切实际的梦。 在熊峰看来,2010 年上海世博会是 LED 技术一个再好不 过的契机和平台示范概念向民众,检验技术给自己,展示理念 为将来