第二节 行业本质
太阳能行业的本质是融入生活。在解释行业本质前,让我们先了解这个行业特别的产业链(参见图3-5)。
图3-5 太阳能发电产业的产业链
在整条产业链上,各厂商利用整合生产开发(IPD)和整合供应链(ISC)去追随这个行业的本质,最终达到行业领先的地位。现以整合生产开发和整合供应链两方面去分析行业本质及其重要性。
一、整合生产开发(IPD)
1. IPD的概念
首先我们看看什么是整合生产开发(Integrated Product Development,IPD)。
在传统的产品开发过程当中,各部门各自运作。产品设计部门开发出来的产品不一定完全符合市场需要,采购部门对新产品所需的材料不一定有完善的供应计划,生产部对于新产品不一定有一套完整的工序。产品设计部设计出来的“新”产品,到了消费者手中,可能已是一种完全不同的产品了。
IPD的概念在美国最先兴起,目的是为了优化开发新产品的流程。IPD针对各部门在开发新产品中不协调的情况,把产品开发的程序与市场需要、企业策略以及材料供应相结合。
推行IPD首先确认市场需要,如以太阳能发电行业为例,各企业认定市场的要求是融入生活;然后制定企业策略,如日本夏普推行自家的技术研究,德国Q-Cells则着重与其他企业合作或通过并购取得技术;最后把生产程序以及材料供应等等元素加入设计新产品的过程当中,从而使新产品面世后既能符合市场需要,又能以最短的时间生产并拿到消费者手中。
2.太阳能发电的困难及未来
让我们想一想,太阳能发电至今为止都需要政府进行各种补贴,其中一个最大的原因是发电成本极高。如前所述,在现今国内,太阳能发电的平均成本为每度电2元人民币,水电及火电每度电却只需要0.2~0.3元人民币。消费者现在所付出的电费为0.6~0.8元人民币。太阳能发电需要如此巨大的成本,如果没有政府的补贴,消费者到底要付多少钱呢?
虽说各国政府已意识到发展新能源的迫切性,并实行了一系列的补贴计划以推动太阳能发电。但归根结底,太阳能发电之所以尚未普及,很大程度上是因为技术不够成熟,发电成本还不足以使太阳能发电融入社会每个阶层的生活。在太阳能发电产业价值链中的每一个阶段、每一个制造程序,尤其是属于上游的硅材料提炼阶段,成本仍然偏高。成功的太阳能发电企业当然意识到这个症结所在,于是为了降低成本,各大企业研发的研发,并购的并购,务求在最短的时间里得到最新的技术,在众多的企业中领先其他对手,以获得支配整个行业的地位。
以下,我们把太阳能发电的技术、困难以及未来逐一进行探讨。
太阳能发电技术可分为四代,简介如下:
第一代为硅系太阳能电池,现有产品为单晶硅和多晶硅太阳能电池,其转换效率(即将太阳能转化为电力的效率)最高。由于第一代电池的发展技术已相当成熟,故现在市场上超过90%之太阳能发电均使用第一代技术。
第二代为多元化合物薄膜太阳能电池③,现有产品为:非晶硅薄膜太阳能电池、碲化镉、砷化镓Ⅲ-V化合物和铜铟镓硒。由于其厚度比传统太阳能电池薄,故原料需求量少。由于这是新技术,故普及程度不高。
③多元化合物薄膜太阳能电池:可以使用玻璃、塑料、陶瓷、石墨、金属片等不同材料当基板,非晶或多晶的薄膜太阳能发电组件则镶嵌于基板上,基板本身并不参与发电过程。在薄膜太阳能电池制造上,可使用各式各样的沉积技术,一层又一层地把P型或N型材料涂上去。常见的薄膜太阳能电池有非晶硅(a-Si)、铜铟硒(CuInSe2,简称CIS)、铜铟镓硒(CuInGaSe2,简称CIGS)和碲化镉(CdTe)。
第三代太阳能电池包括:聚合物多层修饰电极型电池、光电化学电池、聚合物、纳米晶、染料敏化太阳能电池。此技术的特点是不依赖于传统的PN结分离光生电荷,但相比第二代技术,第三代技术的普及程度更低。
第四代太阳能电池包括:纳米晶化学太阳能电池、多光谱太阳能电池。多光谱太阳能电池能吸收红外线光谱部分热量使太阳能电池更有效。但此新技术仍在实验室试验阶段。(1)第一代太阳能电池的问题
图3-6是太阳能电池的生产流程。
图3-6 太阳能电池制造流程
第一代的太阳能电池主要以硅为材料,而硅料则是由石英砂提炼而成。第一个步骤是把石英砂通过数个程序制成晶硅。晶硅主要可分为单晶硅及多晶硅,在提炼过程中进行晶体提拉可形成单晶硅,进行晶体铸造可形成多晶硅。单晶硅和多晶硅两者都是硅,只是晶体间的排列方式不同罢了。单晶硅的组成原子均按照一定的规则周期性地排列;多晶硅的硅原子堆积方式不止一种,它是由多种不同排列方向的单晶所组成。制成晶硅以后,再加热把晶硅制成晶圆、硅锭,然后进行切割切成一块块薄薄的硅片。有了硅片,就有了太阳能发电的基础。
太阳能电池生产商把薄薄的硅片加以排列、加工、合成以制成太阳能电池。到了这里,以后的程序就比较简单了。模块生产商把太阳能电池组成不同的排列,加上转换器等装置,制成电池模块。太阳能电池模块已是能独立运作的“小型系统”了,如果把大量的小型系统联合起来,就是用来发电的大型联网系统。
这个制造流程是现今最常见、最成熟的生产技术,可以说是第一代的太阳能电池制造技术。但它的缺点就是太阳能电池不能普及的最大障碍:提炼成本昂贵!
为什么昂贵呢?在生产“晶硅”的过程当中,需要加热至1900℃以加速相应的化学作用;接下来的晶圆制造,亦需要额外加热至1400℃。单单是头两个工序已经极其消耗能源!以现今技术来说,一片晶圆直径大概为200μm﹙微米﹚,即0.0002m。但当中只有2μm有发电的效应。换句话说,一片晶圆中只有1%的硅材料有用,其余99%的硅材料都是浪费掉的!此外,太阳能电池模块体积又大又笨重,由此可见,太阳能发电的应用范围亦会比较狭窄。
在种种不同的条件限制下,加上不断上升的硅材料价格,第一代太阳能电池的制造成本居高不下。
(2)第一代太阳能电池的演变
看过了第一代太阳能电池的制造流程,我们发现,如要减低成本,可以从三方面着手:
·减低在生产太阳能电池过程中所损耗的材料;
·改善太阳能电池设计以提升转换效率;
·研发新的太阳能发电技术。
A.减少耗材
发电效应只在晶圆表面2μm的地方进行,所以晶圆厚度愈少,所浪费的硅材料也就愈少。根据德国Q - Cells的年报,它们的晶圆厚度已由2003年的300μm,改进到2006年的200μm(图3-7)。而在未来数年,晶圆的厚度可望进一步减少。
图3-7 晶圆厚度的减少
其次是使用新研发的技术减少硅材料的消耗。例如德国Q -Cells通过与Evergreen Solar合组企业EverQ GmbH,获得的丝带状硅晶提拉技术。
如前文提及,常规生产硅片技术是基于能源密集型铸造、加工和切割大型硅块的技术,制造过程并不环保而且会消耗硅材料。丝带状硅晶提拉技术可帮助减低在加热时所消耗的能源及硅料的浪费。它的制造工艺是从一个小型硅熔炉(图3-8的下部)中提拉硅片,从而制成200μm ~300μm厚的晶硅薄片,然后再切成小段硅片。故此,省去了硅棒切片的步骤,显然,这种新研发的技术可减少硅材料的损失。况且此技术只需小规模加热即可,因此可以减少能源消耗。
图3-8 Evergreen SoIar丝带状硅晶提拉技术实况
丝带状硅晶技术是源自自然科学的“表面张力”概念。简单来说,制作一个丝带状硅晶就像制作一个肥皂泡——水的表面张力将洗剂液制成泡泡。Evergreen Solar用两条耐热平行金属线垂直通过一个小型硅熔炉,其中间形成一层薄的硅晶,并向上提拉。过程是连续的,提拉出来的丝带状硅晶可切成小段,然后进一步加工成太阳能电池。
如图3-8所示,这是小型硅熔炉实际情况,两片丝带状硅晶正在提拉中。提拉速度是每分钟约1英寸。将来提高产能的发展是可同时提拉多条硅晶带。
B.提升太阳能发电转换效率
另一项有效减低成本的方法便是改善太阳能电池的设计,继而提升太阳能发电的效率。例如中国尚德电力研究出了专利“PLUTO”技术。在2006年测试生产中,单晶硅太阳能电池的转换效率已达18% ~19%,并可望于2008年达到20%,与实验室中的极限25%愈来愈近。
然而,转换效率的提升如何帮助太阳能电池融入生活当中?作为最终使用太阳能发电技术的终端客户,要使太阳能发电系统安置到我们家中,最直接的方法是让我们消费者能够清楚计算出太阳能发电可替我们节省多少金钱。毕竟,能否节省金钱对消费者来说最容易理解,亦最有说服力!
在此我们首先介绍还付期的计算,并从转换效率对还付期进行灵敏度分析去证明转换效率的重要性。
“还付期”是指一个太阳能发电系统需要运作多少年时间,才能让节省下来的电费总和与整个系统的安装成本相等。方程式是这样的:
还付期=太阳能发电系统成本/每年节省的电费
举个例子:美国加州旧金山某住宅的太阳能发电系统价格为16357美元,每年所节省的电费为1070美元。那么还付期大约是15年。
由于目前已运作的太阳能发电系统中,太阳能电池转换效率普遍为15%,因此我们从15%的转换效率开始分析,如转换效率每增加1%,在其他条件保持不变的情况下,还付期会有怎样的改变呢?
从图3-9中的关系曲线可见转换效率与还付期是相反的关系。这代表当转换效率在增加的时候,还付期是会相对减少的。如果太阳能电池制造商能把转换效率由15%提升至16%,那还付期则可减少0.9年。所以中国尚德电力利用“PLUTO”技术把太阳能电池转换效率由15%增加至20%,那还付期便能由15年缩减至11.3年,下降达25%。
图3-9 还付期与转换效率的灵敏度分析
如果转换效率由15%增强至30%,那么还付期会减少50%,从15年缩短至7.5年。如未来有技术突破,能把能量转换效率提升至50%,那么,还付期更能骤减至4.5年!根据研究所得,消费者一般可以接受3至5年的还付期。无可置疑,还付期的减少是吸引更多的消费者使用太阳能发电系统的关键。
另一方面,利用光学技术也能提升转换效率至35%。我们将简略介绍这方面的技术。
如图3-10所示,在太阳能电池顶部加上菲涅尔透镜,将80% ~90%的太阳光线聚焦于太阳能电池上,使每个太阳能电池能接受更多光能,而太阳能电池则使用了一种被称为“III -V化合物”的材料去增加转换效率。图3-10所示的太阳能电池转换效率高达35%,相比普通太阳能电池转换效率增加了2倍。因为新增的透镜是普通光学玻璃,所以额外增加的成本是非常低的。这种技术可以有效地提升转换效率。然而,这技术亦有弊端,它不能使用分散的阳光,即是它要求光线垂直射于菲涅尔透镜上。为了使太阳能电池能持续并直接接受太阳光的照射,它需要一个机械跟踪系统使太阳能电池系统能调整到能与太阳精确对应的位置。这将增加整个系统的维修成本和造成额外的维修问题。另一方面,当太阳能电池在高能量光线下工作的时候,会产生高温,因此需要散热片去帮助散热,但这额外装置将令成本进一步增加。同时,由于太阳能电池长时间在高温之下运作,令电池加速老化,对电池的可靠性造成问题,这将显著减低太阳能电池的寿命。所以说,没有更新的技术突破,提高太阳能发电转换效率是不容易的。
图3-10 利用菲涅尔透镜聚焦技术增加转换效率
C.研发新技术
第一代太阳能电池技术是硅片型太阳能电池,如前所述,所需的能源和材料都很多。因为近年硅料的暂时短缺,迫使厂商利用其他可减少使用硅的技术,甚至是不用硅做原料的太阳能电池技术。因而我们开始使用第二代太阳能电池技术——薄膜技术。
a.薄膜太阳能电池
薄膜太阳能电池是在便宜的基板上(如廉价的玻璃、不锈钢或塑料)沉积一层可产生太阳能发电效应的薄膜,厚度只需数微米。目前薄膜太阳能电池从材料上可分为三类:硅基薄膜电池、化合物半导体薄膜电池和染料敏化的光化学太阳能电池。其中又只有非晶硅(a -Si)、碲化镉(CdTe)和铜铟镓硒(CIGS)已商业化。非晶硅是硅基薄膜电池,而碲化镉和铜铟镓硒则是化合物半导体薄膜电池。
表3-1列出了目前三种已商业化的薄膜太阳能电池在2005年底各自的市场份额。非晶硅在众多薄膜技术中研究时间最长,市场占有率达64%,市场份额最大。在其余的两种化合物薄膜技术中,碲化镉有26%的市场份额并正在急剧增加。铜铟镓硒也占有10%的份额市场。但铟及碲是稀有金属,蕴藏量有限;镉是有毒物质,并且研究时间尚短,故采用这两种技术的电池制造商很少。
表3-1 薄膜技术种类
非晶硅是指硅原子的排列非常紊乱,它是以电浆式化学气相沉积法,在玻璃等的基板上成长厚度约1μm的非晶硅薄膜。它对于可见光谱的吸光能力很强,所以只需要薄薄的一层非晶硅就可以把光子的能量有效地吸收。第一代传统太阳能电池所用的晶圆厚度要200~300μm,非晶硅太阳能电池硅材料节省达200倍!可是非晶硅的太阳能发电转换效率非常低,只有6% ~7%,而且长时间光照会令转换效率大幅降低,导致电池可靠性不高。不过,以多结式﹙Multijunction﹚结构为基础的太阳能电池可改善非晶硅太阳能电池的缺点。
如今,日本夏普就在制造多结式薄膜太阳能电池。夏普在传统叠式两层薄膜电池(一层非晶硅加上一层微晶硅)的基础上,成功开发了新的叠式三层薄膜电池(两层非晶硅加上一层微晶硅),并能大量生产。这新结构令薄膜电池的转换效率从11%增加到13%,模块转换效率从8.6%增加到10%。
图3-11 夏普叠式薄膜电池
另一方面,碲化镉和铜铟镓硒并不是以硅作原材料,它们都是化合物半导体。碲化镉目前在实验室中的转换效率可达16%,而商业成品的转换效率大约是11%。但是因碲的天然蕴藏量有限,未必能支持太阳能电池的需求量。镉是各国管制的高污染性重金属,因此,该技术的发展受到限制。铜铟镓硒在实验室的转换效率亦很高,可达19%。但与碲一样,铟的天然蕴藏量也很有限。
薄膜技术不仅具有减少甚至不倚赖硅料的优点,而且不需要经过高耗能的提炼过程,亦可以减少能源的损耗。关于耗能,在太阳能发电产业中,很多时候都用EPBT(能源回收期,Energy Pay-Back Time)来量化制造太阳能电池所损耗的能源。EPBT的意思是,需要多少年的时间才可让该太阳能发电系统所产生的能量与制造该系统所消耗的能量相等。
表3-2是各种太阳能电池技术的能源回收期比较。如果各类电池所能生产的能源都是相同的,那么最短的能源回收期是碲化镉薄膜电池,为期1年。而最长则是单晶硅的能源回收期,为2.7年。第三列的数字代表该系统可产生的能源是制造该系统所需能源的多少倍。单晶硅的太阳能发电系统可生产的全部能量只是制造该系统所用能量的10倍;而碲化镉最高可达27倍。这代表制造碲化镉的能源消耗是最少的,而制造单晶硅的能源所需是最多的。这是因为,单晶硅在提炼硅料及提拉晶体时都要耗费大量能源。
表3-2 EPBT比较
薄膜技术还有其他好处,它能以卷动的形式生产大面积太阳能电池。
如图3-12,薄膜技术以好像是打印的方式将感光材料沉积在大面积的塑料上,因而可生产大面积的太阳能电池,几乎可以满足任何形态的产品使用。如可在不锈钢上喷上薄膜;将之安装在汽车外壳;也可把薄膜涂在玻璃上,既作装饰,又能发电;更广泛的应用是把薄膜配搭在建筑物料上或将其预先融入建筑物料中。图3-13显示的是太阳能电池结合地面砖照明﹙BIPV﹚。
图3-12 “打印”薄膜
图3-13 BIPV系统
虽然它的太阳能转换效率远比第一代硅系太阳能电池低,基于薄膜太阳能电池的种种优点,仍有不少研究单位和厂商在进行新材料或生产流程的研发,期望能改善薄膜技术的种种缺点。无论如何,它的用途及灵活性足以使它成为未来太阳能发展的新方向。
b.第三代和第四代太阳能电池
第三代和第四代太阳能电池多在研究阶段,还未能够完全商业化。但第三代及第四代的太阳能电池的概念却非常清楚:把太阳能发电效应推广至更多材料中,使得太阳能发电不受原料限制,能将其融入社会不同阶层的生活中。
c.各大企业的技术取向
我们知道提升太阳能电池技术是产业本质,可大大帮助减低成本,实现太阳能发电的低价格化,使更多消费者愿意利用太阳能发电。但怎样达到提升技术的目标,各大企业却各显神通:
业界的龙头日本夏普自行研发客户所需技术,例如BIPV,把薄膜技术融入建筑材料里。
德国Q-Cells着重从控制及并购其他公司而得到不同的技术,例如和瑞典Silbro AB合组公司取得铜铟镓硒薄膜技术。
而中国尚德电力集中资源去提升太阳能电池转换效率:发展“PLU-TO”专利技术,期望单晶硅的发电效率在2008年达至20%。
各大企业的取向或许不一样,但殊途同归,都是为了提高太阳能电池技术,把太阳能发电成本降低,争取让太阳能发电融入生活。
二、整合供应链(ISC)
前面,我们谈过了太阳能发电产业的IPD,并得出这样的结论:技术改进是最重要的。但在太阳能发电产业里,除了技术的稳固,还需要供应链的灵活性以实践融入生活。整合供应链便是从整个供应链中选取最重要的步骤并加以管理,提高工作效率从而使企业得益。
我们之前提及太阳能发电产业的产业链主要分上中下游三个部分,而通过仔细研究分析夏普、Q-Cells及尚德这三家领先企业(关于他们的企业策略及详细资料会在后面介绍)的状况,我们发现中游企业在自身、上游和下游都分别有不同的目标,因而需要不同的策略。
在上游业务,即硅料的提炼、纯化和硅片的切割,太阳能发电产业需要的是稳定的原材料供应。因为硅料除了是太阳能电池的材料外,还是计算机芯片、LCD显示屏的必要原料。而在计算机芯片技术日新月异的时代里,计算机芯片业对硅料的需求大增,使得硅料的供应出现了供不应求的情况。虽说短缺属暂时性,但长远来说,稳定原材料的供应对产业的发展是绝对需要的。
中游业务即太阳能电池的制造,它们需要以产能的增加去迎合庞大的市场。我们知道,太阳能发电产业在过去5年的增长尤其惊人,年增长率超过40%!如果企业不能配合市场需求的上升而增加产能,企业就不能够抓住这个成长惊人的市场,最终会被竞争对手淘汰。
由于太阳能发电产业是典型的金字塔模式,在下游的竞争是三个部分中最激烈的。虽说市场正在急速发展,但如果没有稳健的销售渠道,下游业务的市场占有率便很容易被对手蚕食。我们不难发现,企业都会以不同的方式以开拓新的销售渠道并巩固现有的占有率。可是,太阳能发电始终尚未普及,各大企业同时也要努力增加消费者的需求,通过政府政策的推动,举行大型推广活动和教育活动,研发太阳能发电产品的新用途,使消费者知道太阳能发电的益处。
我们得出的结论是:在太阳能发电产业里,首先要有稳定的原材料供应,配合产能的增加,再进行不同的推广以增加销售渠道,这才是整合供应链的本质。
1.稳定原材料供应
为什么我们说首先要稳定原材料的充足供应呢?我们来看看整个太阳能发电产业的市场份额。
从图3-14中,我们看到,在2006年太阳能电池市场中,多晶硅电池占46.5%,单晶硅电池占43.4%,带硅电池﹙丝带状晶硅﹚占2.6%,非晶硅薄膜电池占4.7%,换言之有97.2%的太阳能电池都是以硅作原材料。其他薄膜电池占2.9%。无可否认,以硅作原材料的太阳能电池仍是目前整个太阳能发电产业的主流,纵然各大企业努力研发薄膜太阳能电池技术,却不可能在短时间内取代硅系电池的市场地位。想在快速增长的太阳能发电行业中发展,以合理的价格取得充足的硅材料是不可或缺的必要条件。也就是说,如果企业无法获得硅材料的稳定供应,那就不用说产能了。
图3-14 2006年太阳能电池市场份额
硅是地球中第二丰富的元素,矿藏量充沛而且亦较易开采,并无短缺之理。但我们为什么认为在太阳能发电行业里最首要是要保证原材料的供应呢?难道是硅材料的供应不稳定吗?原来,硅材料不仅是太阳能电池的原材料,它同时也是LCD电视机、计算机芯片等等半导体行业的必须原材料。以往,差不多所有硅材料都是供给半导体行业应用,只有小部分提供给太阳能电池行业。可是,近年来计算机芯片、LCD电视机等半导体行业发展一日千里,对于硅材料的需求不断增加。而由2000年开始,太阳能发电产业又正在急速发展,用硅量逐年扩大。在2003年到2005年,太阳能发电产业的硅用量飙升,开始接近半导体行业的需求量。制造新的硅料生产线一般需要18~24个月的建设期,因此,来自太阳能电池行业的硅原料需求增长超过了硅产能的增长。由此,半导体行业与太阳能电池行业争相抢购硅原料,导致硅料短缺,硅料价格一路上升。太阳能级硅的价格由2003年每千克24美元升至2005年每千克40美元,升幅达67%。虽然,生产硅的厂商都在扩充产能,不过,以最快的速度来计算,新生产线能够出产硅料,也要在2006年下半年或2007年初才能实现。无可置疑,硅料的短缺最快也要在2008~2010年才可望解决。
那么,现在太阳能发电企业要稳定硅材料供应可以通过什么途径呢?总括而言,可以有两种主要的方法。正如太阳能发电产业的供应链所显示,其中一种方法是与上游企业合作,例如签订长期协议以确保未来的原料供应。另一种方法是涉足上游业务。以日本夏普为例,它以企业的长线策略及利用自身的实力去发展上游业务,在2007年于日本富山设置厂房生产硅材料,而同时,它亦于2006年通过住友商事株式会社与上游的龙头企业挪威REC签订长达6年的硅片供应合约。
2.增加产能
有了足够及稳定的原料供应之后,便要积极扩充产能来确保有足够的产品去应对庞大的市场需求。各个太阳能发电企业都在扩大生产线,其中,以中国尚德电力的成绩最为显著。在2003年,尚德电力太阳能电池年产能是30MW,预计2010年的年产能达到1000MW,这相当于年增长率为65%!尚德于2001年成立,2004年以年产量计算已达世界10强,2005年世界第8,到了2006年更是跃居全球第4!在短短的4年间,尚德电力由一家小型太阳能电池制造企业跨入了世界前五大公司之列,其产品销售到世界的不同国家及地区。
3.销售推广
有效的ISC管理的最后一个环节便是增加销售。传统上太阳能发电企业会加强对模块供货商、系统供货商、分销商及建筑承办商的沟通,以了解市场的需要及增加销售的渠道。但我们发现,光是这样做其实并不够。由于太阳能发电这种观念在生活上并未完全普及,所以在现有的需求当中增加销售只能算是一项被动的策略。企业要主动增加消费者对太阳能发电的需求才算是抓住了行业的本质。
怎样才算是增加消费者对太阳能发电的需求呢?我们知道太阳能在我们生活中并未完全普及,所以企业的策略应该是使消费者知道使用太阳能发电的益处。通过各国政府的政策及补贴计划,大企业进行大型太阳能发电系统的安装,举办公开讲座,扩展太阳能发电的应用范围,使消费者无论在家中、工作场所或是休闲娱乐场所都能享受太阳能发电的好处,使太阳能发电在不知不觉中成为生活的一部分。
4.销售渠道
太阳能发电市场的主要市场渠道大致如图3-15所示。
图3-15 太阳能发电市场的四个主要市场渠道
利用太阳能发电把能源转送到消费者手上,可以有四个渠道。太阳能电池生产商将太阳能电池供应到电池模块生产商以后,电池模块生产商将电池焊到一块玻璃上成为太阳能电池模块。继而通过三个渠道为消费者提供电力。
第一,将电池模块提供给系统安装商,接着他们配上逆变器使发电生产的直流电转换成交流电,并将太阳能发电系统安装在屋顶顶部或住宅、办公室和公共建筑的外墙,与电网连接,可向电网输电。换言之,如消费者在自用后仍有多余的电力,可输入公共电网卖给电力公司。
第二,与房屋发展商合作,用太阳能发电来作为一个设计特点,由建筑师将太阳能电池整合于建筑物中,如屋顶的瓦片或石板,取代传统的材料。又如将柔性薄膜模块植入拱形或圆形屋顶。另外半透明模块更可容许日光进入房子但又不会太猛烈。消费者便可以将用在装饰外墙材料的款项投资于太阳能组件及发电系统。这些系统也可同样接入公共电网。
第三,也是将电池模块供给系统安装商,可是因为没有公共电网,太阳能发电系统因而需要通过充电控制器与蓄电池连接。生产的电力方可储存起来供日后使用。故此,太阳能发电系统需要维修保养商的服务,确保电力供应的稳定性和可靠性。
第四,因为新的薄膜太阳能电池技术使太阳能电池拥有便携性,同时又可卷叠,适用于不同面积,所以有设计及生产商利用这些特性,制造消费电子产品和小型电器,例如手表、计算器、玩具等。消费者通过供应及零售商购买这类既轻便又省电的产品。
5.通过政府政策的推动
太阳能发电企业应该把握各国政府的政策,把太阳能发电技术普及化。例如日本政府于1997年通过新的《能源法》,并于2006年公布“日光大作战计划”,承诺补贴安装太阳能发电的费用,并容许从太阳能发电系统生产出来的多余电力“逆流”向电网馈电。又如德国于2000年及2004年通过了《可再生能源法》,其中规定,按照不同功率等级和安装方式所生产出来的电力以相应的价钱出售。太阳能发电企业也就能借着这些政府政策增加太阳能发电系统的安装数量。
6.大型推广活动及教育
很多时候,太阳能发电之所以未能在生活当中普及,很大程度是人们对太阳能发电的认知不足。人们会想:“现在即使没有使用太阳能发电,我们生活依然美好。”甚至有人认为:“太阳能发电与我们有什么关系呢?”太阳能电池制造企业应该主动对大众进行教育,以拓展太阳能发电的需求。
很多大型的太阳能发电企业在这方面的推广不遗余力。例如中国尚德电力为地球上海拔最高的哨所——查果拉哨所成功供电,又提供技术支持奥运圣火珠峰驿站的供电,还改建中国无锡机场屋顶太阳能离网项目,以及为2008年北京奥运举行开闭幕式的鸟巢体育馆提供太阳能系统等等,这些都是尚德为了向人们展示太阳能发电的实在性,从而做出的具有教育性的示范项目。
而日本夏普在旧金山Giant' s AT&T Park(棒球球场)安装太阳能发电组件,使太阳能发电成为棒球比赛不可或缺的一部分,亦成为休闲生活的一部分;又为英国海德公园提供以太阳能供电的休闲小船,这让人们觉得,太阳能发电能提供悠闲自在、无拘无束的生活。
除兴建代表性建筑物外,日本夏普在2007年用6个月时间通过互联网、电台、杂志向美国加州居民介绍太阳能技术,借以改变公众对太阳能遥不可及的观念,并让公众认识到,太阳能是廉价、清洁和安全可靠的能源。夏普继而向下一代宣扬环保教育。夏普在英国推行“SOLAR 4 SCHOOLS”计划,协助超过100所学校更换太阳能屋顶,将太阳能发电与环境保护联系在一起。
这些项目主要是让消费者更多接触太阳能发电技术,以图改变人们对该技术的观念,让太阳能发电成为生活中的一部分,并使人们认为,运用太阳能是保护环境的一个重要而有效的方法。
7.开发产品新用途
除了推广及教育,太阳能发电企业积极开发新产品去发掘新的市场,使太阳能发电能融入人们生活环境的每一部分。
例如无需供给电力即可独立设置的太阳能照明灯。这些照明灯安装在街道旁、公园里,可以说并不明显,但就在不知不觉间融入了生活。
8.让消费者享受太阳能发电的益处
传统上,太阳能发电给人们的感觉是:“太阳能发电系统需要占用很多的地方”、“第一次需要投放很大的资金来安装”、“没有太阳的日子就没有电力供应了”⋯⋯如果要消除种种的疑虑,企业便要从消费者的利益出发。例如日本夏普与花旗银行融资合作,把太阳能发电系统的安装费用计算进按揭当中,并提供利息、手续费的优惠,以吸引消费者,使他们更愿意安装太阳能发电系统。
另外,企业常说太阳能发电系统能够为家庭节省电力,是可再生的能源。但对于消费者来说,价钱才是最实际的问题。为了能让消费者可以清楚看到发电系统为他们所节省的金钱,企业在太阳能发电系统上安装了液晶显示屏,使消费者能够清楚地看见太阳能发电系统能为他们节省了多少能源,节约了多少金钱(参见图3-16)。
图3-16 LCD显示屏显示太阳能发电系统的发电情况
另一方面,通过联网应用可解决雨天或没有太阳时不能发电的问题。如在晚上或雨天,用户可从电网购买电力,维持电力使用。如果是在白天天晴时,则可将剩余电力销售给电力公司,以赚取金钱。
这样,消费者就能享受到太阳能发电所带来的直接好处,太阳能发电也融入了生活。