搬上太空便宜太多 — 淺談鈣鈦礦太陽能電池優劣(上)

能源萬象

搬上太空便宜太多 — 淺談鈣鈦礦太陽能電池優劣(上)


文/宋瑞文 (媽盟特約撰述)

「似乎會跟農地產生衝突。」「廢棄物的問題能妥善解決嗎?」關於太陽能的發展,民眾常有土地利用與廢棄處理的疑慮。

 

*具有彈性又輕的鈣鈦礦太陽能電池,顏色、透明度都可以調整,
還能依照安裝場所客製化。(來源:ENECOAT


而除了政府妥善管理之外,還有另一種釜底抽薪的可能,那便是在日本被稱為次世代太陽能的鈣鈦礦太陽能電池,其輕量的特性(上圖),讓用地與廢棄的問題得以迎刃而解。

*波蘭超市裡的電子紙價格標籤,使用鈣鈦礦太陽能電池,
即便是室內光源也能發電。(來源:ENECOAT


由京都大學投資創立的,鈣鈦礦太陽能電池公司「ENECOAT」。對於太陽能發展的歷史有深刻的瞭解,就鈣鈦礦太陽能電池與一般太陽能板的孰優孰劣,也有一番深入淺出的解說。

1,000kW以上的大規模太陽能發電廠,因為需要大片土地,衍生砍伐森林或與農爭地的疑慮。又因為重量重的關係,在一般建築多半也只能選擇屋頂等平整的地方,安裝區域有限。

反過來說,重量輕、可彎折的鈣鈦礦太陽能電池,可以安裝在溫室等輕量的農業建體,拓增和農業共存的空間。也可以安裝在大廈壁面等過去無法安裝的建築表面,裝設面積大增。

*因為室內光源即可發電,東京廳在室內安裝了使用鈣鈦礦太陽能電池的二氧化碳感測器。
(來源:ENECOAT



和一般太陽能板相比,鈣鈦礦太陽能電池輕到什麼程度呢?

儘管各家製品略有不同,一般(矽晶)太陽能板一片約15公斤左右,一般家庭平均安裝20片左右,總重量高達300公斤。搬運費事,屋頂需要一定的承重,工程費用(查一下)也會造成裝設與推廣時的障礙。

*和過去的太陽能板相比,鈣鈦礦太陽能電池重量僅十分之一,
連帳篷都能安裝。(來源:ENECOAT


由於鈣鈦礦太陽能電池的重量,僅有一般太陽能板的十分之一,在工程上的難度與適用範圍落差相當大。因此,即便是過去太陽能時常利用的屋頂,鈣鈦礦太陽能電池在工程上也有相當優勢。

從衛星利用的角度看,鈣鈦礦太陽能電池的輕量,更具有絕對的優勢。據說,要把一公斤的物體送上太空,需要花費日幣
600萬,由此可知,把一般15公斤的太陽能板,換成鈣鈦礦太陽能電池,對太空事業的助益不在話下。

*據說要把一公斤的物體送上太空,需要花費日幣600萬。
鈣鈦礦太陽能電池的輕量,在太空具有絕對的成本優勢。(來源:ENECOAT


在建築物之外,輕量的鈣鈦礦太陽能電池,可望安裝在汽車車身、輕型飛機的機翼,與窗玻璃等等,各式各樣的裝設可能都在研發中。

在廢棄物處理方面,一般太陽能板的耐用年限,約在
25-30年之間。換句話說,日本政府自2012年起以補助(FIT)推廣太陽能發展後,大概2040年左右,便陸續會有太陽能板退場廢棄。

如同前述,一般太陽能板因為重量重體積大,拆卸與搬運都要花錢。以小型獨棟的家戶建築來說,費用大概在
25-30萬日幣。再者,從體積的角度來看,預計在太陽能板廢棄的高峰期間,將佔日本產業廢棄物最終處分量的6%。

相對的,鈣鈦礦太陽能電池因為重量輕,拆卸與搬運都會省得多。薄膜狀的鈣鈦礦太陽能電池,能降低保管與最終處分時的成本。

此外,目前也正在開發,透過洗淨與加熱,回收重製為新品的技術,其成本預計比現有的太陽能板來得低。