疑问一

 

　　财政补贴为哪般

 

　　呼吁对建造光伏设施实行财政补贴已经有些年头了，从倡导高价回购并网电力到出台将要对独立光伏发电系统补贴投资额70%的金太阳示范工程，真正能落实的项目，仅仅只有建设部的“双百工程”和今年初两部实施的屋顶电池板峰瓦补贴。双百工程是为示范而设的专项拨款，已陆续建起了一批光伏工程项目。这些工程的示范效果如何？不得而知。只看到媒体在不断重复报告一个又一个更大的待建工程开始酝酿，却不见已建工程运行情况的后续报道。

 

　　人们不得不对那些示范工程的功效和价值产生疑问。尽管示范工程是允许失败的，但是，失败的示范也是花了大把钱买来的无形资产。今年初推出按建筑屋顶系统的电池板峰瓦补贴政策是有规模门槛的，这已经不再是示范性质了。用一个比喻来形容——实验田的庄稼收成好坏，尚无定论，就在大田里放卫星了。必然引发光伏建筑领域的一片骚动。争取到补贴不光是实质上的成本降低，更意味着相关部门对某项工程的认同态度。至于方案的优越，工程的质量，甚至于工程的目的和价值都无关紧要了。这项政策，仿佛给前景暗淡的组件厂商送去明媚的阳光，因盲目囤积和无预见性生产造成的产品积压，终于有了在国内倾销的机会了。

 

　　疑问二

 

　　屋顶资源有多少

 

　　建筑屋顶难道是如沙漠和荒原一样亟待人们进行阳光能源开发的场所吗？当然不是。

 

　　现代建筑屋顶功能早就是复合而又多重的。美国能源部长所倡导的“白色屋顶”恰恰反而是力图减少屋顶对阳光能量的吸收，从环保和以降低温室效应为目标来看待空置的屋顶也许不无道理。但是，问题远非如此简单。建筑屋顶在实现遮阳、挡风、防雨、避雷的传统效用之外，还日渐增加一大堆的现代化功能，例如：空调水冷、广告宣传、气象监测、灯光亮化、无线电中继、消防水储存、直升机起降以及更重要的高楼层人员安全疏散等等，“功能”布满楼顶。因此，可以说现代建筑屋顶的平面空间是弥足珍贵的稀缺资源。怎可以将其视为农村废弃的晒场，而任意晾晒电池板阵列呢

 

　　按电站方案设计的电池板阵列是大功率系统，要求整齐、划一、向阳而不可以有局部遮挡，否则，不均衡产电会严重降低效率乃至损坏组件。当然，电池板性能的非一致性也能产生同样的情况，这是组件厂商忌讳的话题。那么，现实中实现屋顶电站的梦想又是如何规划的呢？这在中国已经有所示范了。两座屋顶兆瓦级电站都是精心计划的，一座是专门设计的深圳园博园花卉大棚屋顶，另一座是利用旧车间屋顶的上海临港厂房。

 

　　没有了空置的高尔夫球场般的屋顶，屋顶电站的梦想就很难实现。每平方米朝阳平面，每年至多也只能获得一百度的电能，还需要经常清洁电池表面。一万平方米的朝阳平面，每年能获得一百万度的电能，这就是兆瓦级光伏电站的理论产出。可是，光伏系统是功率与效率负相关的，大系统的衰竭是非线性渐进的，光伏系统是不稳定发电和需要经常性停产维护的，光伏系统的理论产能只是理想产能，与实际相差悬殊。即便按理论产能来计量，光伏电站的兆瓦级量值也不能与常规电站相提并论。在常规电力系统范畴，兆瓦级电站只要开机，每小时就有一千度电能产出，全年满负荷运行发电量近九百万度，这说明光伏电站在兆瓦级能上只可能达到常规电厂的十分之一。光伏电站以峰瓦计量混淆了电站规模的能级概念，造成很多误解，成十倍地夸张了屋顶光伏电站功效，同时也极度夸张了屋顶的阳光资源。

 

　　疑问三

 

　　电站问题何其多

 

　　工程项目的可行性研究，不能用空喊口号代替定量分析。对于光伏电站建在屋顶是否可行，定性分析就已经从根本上提出了很多反对的理由，倒不是只限于资源和效益研究。屋顶是业主的物权，却又是公共场所，建电厂发电归属不清，而且隐患很多。并网发电的光伏阵列，按技术要求，需提供四百到六百伏的直流电力，串联后的电池板开放电压高达近千伏，而电池支架都是用金属制做，这对于民用建筑或公共建筑都是严禁靠近的设施，否则会酿成严重的人身安全事故。就是维护也必须在专业技术人员严密监视下进行。逆变电站所产生的谐波效能远比用电器的谐波分量对电网及网上电器的作用大得多，一定百分比的谐波电力直接并入电网，不光会导致网上用电器的故障和损坏，甚至会造成网电的崩溃性灾难。幸亏光伏电站的并网功率相对很小，并不可能提供多少电力供应，但是却对网上的IT设备造成了严重的危害。光伏电站似乎是环保概念的产物，本质上却成为电网的污染源。所以说，在机关、医院、学校、通讯和商务办公等网络密布、信息密集的建筑上安装逆变并网光伏电站是得不偿失的；而高层建筑的屋顶空间，是消防疏散的避难场地，更要严禁安装任何附属设施。

 

　　屋顶光伏并网发电除去高压危险、谐波污染、占用空间之外，也存在着对建筑结构和建筑外观的破坏和影响。大面积的电池板在台风季节就令人担忧，金属构架增加了避雷的难度，已经处理好的屋面，因安装支架破坏了防水等等，都是不能不考虑的的问题。

 

　　支招

 

　　天窗之用谁人识

 

　　无论是屋顶光伏还是屋顶光热，一直都遭到现代新型高层建筑的排斥，这并不是说新能源不被重视，而是的确要反思光伏应用技术方案出什么问题了，不可一味强调政策补贴不够。指望补贴的项目，就是承认自身缺乏市场竞争力。相对光伏应用，光热应用具有很强的效益比较优势，但光热利用也难登现代建筑的屋顶，远不如空调冷却塔的安装那么普遍。再说光伏利用，就是屋顶铺满了光电池也带不动半部空调，所以，能降低室内温度的“白屋顶”，就是更佳的选择。中国是个屋顶大国，将亿万屋顶用来实现光伏应用的梦想是美好的，但对于电站方案，那却是不切实际的。

 

　　中国的屋顶利用可以追述到几千年前，先民利用白天屋顶阳光照亮屋内的方法沿用至今。但对于高层建筑来说，这屋顶天窗也快要绝迹了。也有好事者在探索用现代技术开扇科技天窗，例如，使用折射光技术，甚至光纤传输，可是，无论在采光程度和传递效率上都不能达到实用的水平。而反观光伏“天窗”倒是给光伏屋顶应用洞开了一扇耀眼的亮窗。

 

　　这首先要归功于半导体照明器件的贡献。只有LED（半导体发光）有可能将光电转换效率提高到20%以上（相当于120流明/瓦），其与光电池同属直流系统近缘器件，也与光电池的光电转换效率接近，经过两次转换的光伏—半导体照明系统（PV—LED），效率达到3%～4%，这是很不得了的事情。因为阳光中只有30%的可见光，通过这个系统的转换，就能将十分之一的阳光传到建筑物内的任何地方。如果系统中采用高效储能元件，按需要控制间断照明，屋顶一平方米的阳光资源，就能提供建筑内50平方米无光区域35勒克斯照度的光明，现实上还有进一步发展的空间。这是现代科学技术创造的“光伏天窗”。

 

　　光伏系统的经济功率在100～1000峰瓦区间，光伏天窗是小功率光伏系统的实用性开发应用；单个经济系统的电池阵列占用面积是几个平方米，这种分散的小块屋顶还是可以获得的。十多个这样零星的、不拘形式的屋顶空间，就可以通过电缆把上千平方米的现代建筑的地下室（或属于公共设施的底下车库）照耀的如同白昼，那种美景，难道不比任何电站类形象工程更令人向往吗？！