在自家樓頂利用太陽(yáng)能發(fā)電，作為一名太陽(yáng)能技術(shù)專家，趙春江經(jīng)過(guò)7年探索已從“家庭光伏電廠”深入到“光伏微電網(wǎng)”。這將是一個(gè)新的能源生態(tài)系統(tǒng)。他認(rèn)為，現(xiàn)在的家電、電源設(shè)備、電路，都是為了適應(yīng)現(xiàn)有供電模式而設(shè)計(jì)的，而未來(lái)的電器乃至建筑，都將圍繞“光伏微電網(wǎng)”的特點(diǎn)來(lái)發(fā)展。
對(duì)付“毛刺”電
上海松江的一棟別墅門前，掛著“上海電力學(xué)院太陽(yáng)能研究所實(shí)習(xí)基地”的牌子，那就是趙春江去年才搬來(lái)的新家。這棟別墅的原住戶恰好是環(huán)保主義者，聽(tīng)說(shuō)趙春江買房是為了搞綠電研究，還給了他一些優(yōu)惠。
跟隨趙春江爬上樓頂?shù)臅衽_(tái)，筆者看到樓頂朝南的一面屋頂斜坡，覆蓋上了46平方米的太陽(yáng)能電池板。這次，他選用了單晶硅的太陽(yáng)能光伏發(fā)電板，比在山花路所建電站的多晶硅光伏發(fā)電板效率更高，達(dá)到16%。這個(gè)屋頂?shù)陌l(fā)電功率有3.7千瓦，從去年6月運(yùn)行至今，已發(fā)電3800多度。
頂樓的一間小閣樓，是“光伏微電網(wǎng)”的總控室，在這里筆者看到了它與“家庭光伏電廠”的區(qū)別：除了一個(gè)將太陽(yáng)能所發(fā)的直流電轉(zhuǎn)換為交流電的逆變器、電表和空氣開(kāi)關(guān)外，還多了超級(jí)電容、鋰離子蓄電池以及一個(gè)小風(fēng)扇。這主要為了對(duì)付“毛刺”電。
何為“毛刺”電？趙春江讓筆者注意逆變器上的實(shí)時(shí)發(fā)電功率讀數(shù)：784瓦、761瓦、1494瓦……幾乎每秒讀數(shù)都在不斷變化，且上下波動(dòng)可達(dá)一倍。“如果有成千上萬(wàn)個(gè)家庭光伏系統(tǒng)接入大電網(wǎng)，這樣的功率變化，是大電網(wǎng)無(wú)法承受的。”他解釋，如果用精密儀器記錄，還可發(fā)現(xiàn)更短時(shí)間內(nèi)的功率變化，它們就像毛刺一樣，這種“毛刺”電影響了供電質(zhì)量。
超級(jí)電容、蓄電池等就是用來(lái)去“毛刺”的，就好像河流的蓄水池，水豐浪大時(shí)儲(chǔ)蓄起一部分，當(dāng)枯水時(shí)再放出一些，使整體水流趨于平穩(wěn)。
不過(guò)，目前這些設(shè)備還沒(méi)聯(lián)網(wǎng)，因?yàn)樗鼈冞€需要一套軟件來(lái)控制。趙春江身邊有一位博士相助，專門搞這方面的研究。他說(shuō)，這套控制軟件編寫難度很高，因?yàn)樗鼘?duì)靈敏度要求極高，“毛刺”電往往一秒內(nèi)就會(huì)冒出好幾次，電容、電池一定得及時(shí)反應(yīng)才行。目前世界上僅日本開(kāi)發(fā)出一套，但功能尚不完備，且要價(jià)幾百萬(wàn)日元，于是他決定自己開(kāi)發(fā)。現(xiàn)在，趙春江先想了個(gè)“土辦法”在微電網(wǎng)上接了個(gè)小風(fēng)扇。一旦“毛刺”電出現(xiàn)，小風(fēng)扇就會(huì)轉(zhuǎn)幾圈，消耗掉過(guò)高的功率。“它不轉(zhuǎn)對(duì)我生活無(wú)礙，它轉(zhuǎn)了通風(fēng)更好。”他認(rèn)為，今后的微電網(wǎng)中少不了這么一個(gè)有用的“小角色”。
新生態(tài)新挑戰(zhàn)
7年前嘗試個(gè)人在家建立太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，趙春江的想法比較簡(jiǎn)單：呼吁再多，也要有人動(dòng)手實(shí)踐，我就來(lái)試一下。這些年，他也碰到了許許多多問(wèn)題：鄰里不理解、發(fā)電成本高、送電入網(wǎng)還倒貼電費(fèi)……
這些問(wèn)題也促使了他不斷思考：樓宇、小區(qū)建太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，該采取怎樣的模式來(lái)分?jǐn)偝杀?、共享收益？幾年的回收投資周期老百姓較能接受？
當(dāng)然，他的行動(dòng)也推動(dòng)了一些現(xiàn)有供電體制的改變。曾有供電局的人找上門，與他商量收購(gòu)太陽(yáng)能所發(fā)電能的價(jià)格。“當(dāng)時(shí)他們提出兩個(gè)價(jià)格依據(jù)，一是國(guó)家發(fā)改委2011年1594號(hào)文件定出的每度電1元的價(jià)格，另一個(gè)則是可再生能源上網(wǎng)補(bǔ)貼價(jià)，是在原電價(jià)上加上0.35元到0.45元。”他說(shuō)自己并不在意這筆錢，但如果真收到，將有標(biāo)志性意義。
不過(guò)，這些年他思考最深入的，卻是將認(rèn)識(shí)從“家庭光伏電廠”向“光伏微電網(wǎng)”轉(zhuǎn)變。他解釋，靠國(guó)家電網(wǎng)供電，已經(jīng)形成一種穩(wěn)定的電力生態(tài)系統(tǒng)，各種建筑設(shè)計(jì)、室內(nèi)裝潢，乃至電器設(shè)備的設(shè)計(jì)，都圍繞這種供電方式來(lái)展開(kāi)。而“光伏微電網(wǎng)”卻可能需要形成一種新的電力生態(tài)。
他舉例，太陽(yáng)能光伏發(fā)電板如何與建筑一體化設(shè)計(jì)，使之更實(shí)用、美觀，這需要建筑設(shè)計(jì)院、建材企業(yè)一起參與;室內(nèi)電路鋪設(shè)時(shí)，可否考慮分兩種電路，一種為電腦、電視機(jī)等供電，因?yàn)殡妷鹤兓瘯?huì)影響它們的正常使用，另一種為電飯煲、冰箱等對(duì)電壓不敏感的電器供電;微電網(wǎng)總控裝置能否做成如一個(gè)熱水器大小的箱子，成為家庭擺設(shè)中和諧的一員……“未來(lái)，或許我們的家電設(shè)備都可能重新設(shè)計(jì)，使它能夠適應(yīng)‘光伏微電網(wǎng)’不太穩(wěn)定的電能。”趙春江說(shuō)，這或許需要過(guò)10年甚至更長(zhǎng)時(shí)間，因?yàn)榧词股虾＃潜P）存在50萬(wàn)個(gè)家用光伏系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)也不會(huì)有影響。“超過(guò)100萬(wàn)戶，影響才會(huì)開(kāi)始。”他希望自己的研究能為未來(lái)的那一刻，提供更多科研依據(jù)，為社會(huì)平穩(wěn)過(guò)渡到能源新生態(tài)，作一些貢獻(xiàn)。
