從北海道稚內(nèi)機場通往稚內(nèi)市區(qū)的主干道中,有一條被稱為“牛奶街道”。每天早上,裝滿新鮮牛奶的卡車都會從周邊的牧場駛向牛奶加工廠。因為支撐著當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展,因此在冬季,這條道路要優(yōu)先除雪。行駛在牛奶街道上,濕地和綠色的丘陵之間,整齊排列的太陽能電池板群映入了眼簾。這是輸出功率為5兆瓦的“稚內(nèi)百萬瓦級光伏電站”(圖1)。
(出處:稚內(nèi)市)
從5種類型的電池板中選擇了多晶硅型
這座發(fā)電站作為日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)(NEDO)的實證實驗設(shè)施,始建于2006年。總項目費約為50億日元。其目的是研究在積雪和寒冷等嚴峻的氣候條件下如何運營大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)(圖2),以及利用大型蓄電池的系統(tǒng)穩(wěn)定化技術(shù)。2011年3月,為期5年的實證實驗結(jié)束后,發(fā)電站無償轉(zhuǎn)讓給了稚內(nèi)市?,F(xiàn)在,作為力爭實現(xiàn)能源自給自足的“環(huán)保城市稚內(nèi)”的代表性可再生能源設(shè)施,這座發(fā)電站與市內(nèi)總功率約為76兆瓦的74座風力發(fā)電設(shè)備一同成為了參觀線路的亮點。
(出處:稚內(nèi)市)
作為實證設(shè)施,該發(fā)電站安裝大量的太陽能電池板,分四期逐步進行了擴建。首先,從2006年開始的一期安裝了9家公司、共5種類型的太陽能電池板,對各種電池板在寒冬時發(fā)電量的差別進行了檢驗。采用的電池板包括:夏普公司、京瓷公司、三菱電機公司、美國SunPower公司制造的單晶和多晶硅型;三洋電機公司(現(xiàn)松下)的多結(jié)硅(HIT太陽能電池);鐘化公司、三菱重工業(yè)公司制造的非晶硅型;Solar Frontier公司、本田Soltec公司制造的CIS化合物太陽能電池。經(jīng)過1年的發(fā)電量檢測,對代表發(fā)電性能發(fā)揮程度的“性能比(PR)評價”進行計算,其結(jié)果顯示,結(jié)晶硅型的性能比相對較高。
太陽能電池隨著溫度的升高,發(fā)電損耗會增大。硅結(jié)晶型與其他類型的太陽能電池相比雖然轉(zhuǎn)換效率高,但缺點是高溫時的損耗大。而在寒冷地區(qū),結(jié)晶硅型的這一缺點不容易顯現(xiàn),為此類電池在稚內(nèi)實證項目中取得良好的性能比創(chuàng)造了條件。根據(jù)評價的結(jié)果,從二期開始,安裝的電池主要是結(jié)晶硅型,特別是性價比高的多晶硅型。因此,在總量為5兆瓦的太陽能電池板中,多晶硅型約占9成。