大家印象中最好的太陽能發電地點可能是特斯拉在美國沙漠中建設的超級太陽能發電廠!你是否也認為太陽能在晴朗炎熱的地區發電量比較好呢?其實這項認知可能不太準確,雖然日照時數長可以提高發電量,但其實溫度也會大幅影響太陽能的發電效率,因為太陽能是將光轉化成電,並非將熱能轉成電能,而且太陽能板需要散熱,麻省理工太陽能研究實驗室團隊指出,只要均溫上升一度,太陽能發電量就會下降 0.45%,炎熱天氣會讓轉換效率變差,因此太陽能比較適合在晴朗寒冷的地區發展。
對於台灣來說,通常我們的用電高峰是在夏天的下午1點50到2點左右,但高緯度的國家卻剛好相反,在寒冷的冬天才是用電高峰,所以這些國家都積極找尋供應冬日的電力來源。許多研究顯示太陽能在高緯度又寒冷的地方也有發電潛力,瑞士科學家認為在高海拔的雪地高山也有太陽能發電效益,因為空氣中的灰塵比較少,陽光輻射強,且雪地反射陽光,研究團隊發現冬季高海拔的發電效益比平地還高150%。
分享實際在瑞士的案例,標高3883m的瑞士馬特宏峰的冰河天堂纜車站,擁有歐洲海拔最高的高山纜車,也有世界最高的3S纜車,耗時2年半的建置時間,並斥資美金五千五百萬建造的綠能纜車站於2018年9月正式啟用。在這終年積雪的山頂竟然有難得可見的建築整合型(Building Integrated Photovoltaic;BIPV) 太陽能板,這種應用是將太陽能板取代傳統建材的一種新的建築設計,通常屋頂和外牆是最大的接光面,常見的是太陽能屋瓦,也有融合成玻璃帷幕或外牆的太陽能板,這樣的建築法不但可以節省安裝成本,又能有效達到發電效益,不但美觀而且可以享受綠建築的好處,馬特洪峰的冰河天堂纜車站雖然是在夏季還是非常低溫,連室內天花板已經結冰了,但這整片太陽能牆不只能隔離冰雪寒風,還能有效發電,讓纜車站變身最美的發電站!
冰河天堂纜車站太陽能帷幕
全新的冰河天堂纜車站3S纜車
其實這全新設計的纜車站已是馬特洪峰的第四件太陽能發電站了,自從2000年四月,馬特洪峰的冰河天堂餐廳南面外牆也裝置了108片太陽能板,可輸出最大23650 wp功率,一年發電35000 kWh,這高效能太陽能模組贏得了2010 年Zermatt Bergbahnen AG the Swiss and European Solar Prizes 太陽能獎,而且2010年馬特洪峰位於Trockener Steg 的纜車站(Matterhorn Express station)也裝置了99片太陽能板,可輸出最大21780 wp功率,一年發電20000kWh。
© Zermatt Bergbahnen AG
海拔3883世界最高的山頂餐廳外牆也有太陽能板
完工於2018年一月的3S cableway valley station纜車站是第三座位於馬特洪峰的太陽能發電站,其南面及西面外壁總共利用485片太陽能板來及鋁框骨架搭建,並完美崁入在原木的建築物結構當中,總共覆蓋面積有833平方公尺。此太陽能系統的最大輸出功率為135.8 kWP,並且一年能產出157,000kWh的電力,相當於35家用戶的用電量,可以為地球省下23.4噸的年碳排放量。
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馬特洪峰的Valley Station 纜車站的美麗外觀
這些太陽能模組有經過精密設計能適應海拔三千多公尺的阿爾卑斯山高山氣候,並且需要使用許多鋼材支撐來抵抗強風,而且這太陽能模組比一般常見的模組還厚實以抵擋氣候變化,例如冰雹和結冰問題。
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白雪皚皚的阿爾卑斯山上也能太陽能發電
而在太陽能板之間,共檻入了57面玻璃窗戶來提供自然光,這不但讓建築物內更明亮,而且可以多了監控及維修的窗口,因此在寒冷的高山纜車站裡也可以感受到陽光的溫暖,並且減少人工光源的用電量,實踐了綠建築的最高精神,不只貢獻乾淨能源,還要同步節能才是愛地球喔!
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馬特洪峰的Valley Station 纜車站的自然採光
圖片來源:
https://www.matterhornparadise.ch/en/Media-Corner/Matterhorn-glacier-ride/Articles/Photovoltaics
資料來源:
https://www.dlubal.com/en-US/downloads-and-information/references/customer-projects/001125
https://psmag.com/environment/why-solar-panels-should-go-from-rooftops-to-mountaintops