產品設計中合理使用光伏技術論文

1方興未艾的光伏產業

產品設計中合理使用光伏技術論文

1983年,美國加州建立起了世界上最大的太陽能電廠,它的裝機總容量高達1.6×107W。1994年,日本實施補助獎勵的辦法,大力推薦各家各戶使用3000W的“市電並聯型太陽光電能系統”,在使用的第一年,政府補助49%的經費,之後補助逐年遞減,至此,日本成爲了推廣太陽能發電最積極的國家。一年以後,日本已經有9400戶裝置該系統,裝機總容量達到了3.2×107W。在中國,太陽能發電受到了政府的高度重視,2009年,裝機補貼標準爲20元/W。2014-04-09,我國出臺了新政策,國家和地方將對使用光伏發電的民用住宅提供長期補貼,由此可知,國內光伏市場的發展重點從“大型地面電站”轉向“屋頂分佈式電站”。按發電量計算,每千瓦時電國家補貼0.42元,地方(上海)補貼0.40元,合計0.82元。從理論上講,家庭自建1個屋頂光伏電站,僅靠政府補貼的電費七八年就可以收回成本,而且光伏電站一般可以平穩運行25年,也就是說,之後十多年的發電收益都是淨賺。但是,中電光伏研發公司總經理呂俊說:“屋頂發電要想獲得良好的投資回報,前提是在其25年的生命週期裏都能穩定工作。但從目前的情況來看,一些光伏組件會逐漸老化,在極端條件下,小部分光伏電池板在使用5年後可能就會損失2/3的發電能力。”

2琳琅滿目的光伏產品

爲了彰顯光伏技術的優越性,最大的概念產品設計莫過於太陽能飛機,這也許是永遠都不能用於商業化飛行的大手筆——從西風號、動力號到太陽驅動2號,大鳴大放之後,所有的太陽能飛機只能做偵查工作或者成爲探險家冒險的工具。太陽能動力的概念汽車也不得不“瘦身”——安全、舒適截然不顧,耗資巨大,汽車質量和使用壽命不堪一擊。光伏電池在面對這些“大功率”的機械設備時,簡直就是杯水車薪,這也許是設計師短時間內找不出更好的載體來弘揚光伏技術“低碳、環保、綠色”特點的原因。轟轟烈烈的技術炒作正在進行,光伏技術與LED光源卻悄悄聯合起來。LED光源以發光效率極高的先天優勢正在逐漸取代“白熾燈”“日光燈”和“鹵素燈”,1個7W的LED燈的發光效率相當於1盞85W的“白熾燈”。光伏技術和LED光源的組合產品從路燈、庭院燈、信號燈、草坪燈到工藝品燈、車燈,各種產品層出不窮。近幾年,新建的公路必須用“光伏加LED”照明,不然就會顯得決策者跟不上時代的步伐,不太時尚。我國東部沿海城市是季風性氣候,連續下幾天雨,再刮一陣風,碗口粗的樹都被吹得歪歪扭扭,更不用說那些頂着一兩平方米太陽能板的路燈了,輸電線路就在路燈的上面,爲什麼非要用“光伏”呢?在崎嶇的山路或無人區的公路上設置一排光伏發電的路燈,那可真是一道亮麗的風景線。在淘寶網搜索“太陽能”幾個字,就會出現從太陽能光伏發電系統到手機充電器等5000多條信息、10000多個產品,可謂琳琅滿目。

3產品設計中的合理定位

2014-04-09出臺的新政策確實讓業界眼前一亮,但是,稍微思考一下就會發現,住在高樓大廈的上海人憑什麼不用0.52元/kWh的市電,而是偏要墊資去改裝屋頂以換取國家和地方的補貼。在青島召開的國際消費電子博覽會上,有一家光伏企業在銷售自己的產品——1塊24W的太陽能板加上1個12V、12A的鉛酸電池,再搭配上1個10W的節能燈而特製的`燈。該公司自稱這是“無電地區的照明方案”,而該產品的安裝費就需要500元。不難想象,無電地區大多在偏遠、貧困的地方,500元對那裏的人來說可能是一畝地大半年的收入。這樣發展下去,最後還是成了“想用的,買不起;有錢的,用不着”的“大閒產品”了。如果把國家對光伏產業的補助政策微調一下,讓有錢人進行“愛心捐助”,這一方案或許是可行的。也就是說,只要不讓貧困的消費者自己掏腰包,也許偏遠、貧困地區的晚上纔會不再黑暗。在衆多的設計中,有一個設計方案是可行的。如果把光伏安裝到農用麪包車的頂部,爲車上的冷藏設備提供電源,那麼,農民就可以將前一天採摘下來新鮮果蔬裝在車上保鮮,到第二天再開車去出售。如果遇到陰天下雨,接上市電冷藏車還是可以照常工作的。這種太陽能冷藏車提供4m3的0~4℃的保鮮環境是不成問題的,而車頂2m2的光伏電池每天可以提供2kWh電。設想一下,在烈日下出售涼涼的西瓜,那是多麼好的一件事。如何亮化景觀水面呢?圖1所示的設計產品“太陽能水上浮燈”是最好的選擇。白天光伏電池將電能儲藏在內置的磷酸鐵鋰電池內,太陽落山時這些燈就會亮起,十分漂亮。水面浮燈省去了埋設水線的麻煩,只要將其放在水裏就能周而復始地工作。如果不想讓風把它吹走,最好在底部繫上重物。該產品提供了一個非常小的自動光伏照明系統,但卻敘述出了抒情詩般的寧靜之美。光伏產品既然能製成發電的屋頂,就可將這種屋頂安裝到高山之巔的亭臺樓閣上,讓我們的城市更加美麗。在汽車4S店裏,不乏光伏汽配裝飾產品,比如比較實用的太陽能充電器、應急燈,能讓人心情愉悅的綠芽起舞、招財貓等。