图:凯特·科拉德森站在太阳能屋顶上,身穿安全带、头戴黄色安全帽。
作者:克里斯汀·罗(Christine Ro),科技记者
科拉德森承认,美国有些人“仍然讨厌太阳能的外观”。
她对此了如指掌。科拉德森负责科罗拉多Solar Service公司(一家太阳能维护与检测公司)的运营,此外她还从事过这个行业几乎所有其他的工作,从安装工到讲师。
对于讨厌太阳能板外观的人来说,太阳能屋顶是一种替代方案:瓦片内嵌太阳能电池,但看起来与普通瓦片几乎无异。
这对历史建筑尤为重要,因为遗产保护法规限制了外观的改变。
对许多人来说,第一次听说这类产品是在8月——当时Tesla的网站停止提供太阳能屋顶。此前销售表现令人失望,还曾因突然涨价引发一场诉讼(Tesla最终以600万美元和解该集体诉讼)。
其他公司也已退出,但Tesla的决定尤其在整个太阳能屋顶行业引发了震荡。
有人视之为太阳能瓦的丧钟;也有人视之为机遇。
图:黑色的Tesla太阳能瓦铺在屋顶上,看起来像加厚版的普通瓦片。Tesla在8月突然停止销售其太阳能瓦。
例如,瑞士小型公司Freesuns正在考虑拓展美国市场。
Freesuns首席执行官兼董事总经理黛博拉·勒罗伊德估计,自2019年成立以来,公司销售额增长了20%至30%。
总体而言,太阳能屋顶组件仍以较小批量生产。这限制了规模经济和标准化,不过柔性制造能带来一定帮助。
勒罗伊德表示,虽然Freesuns产品的单位成本在缓慢下降,“实际上很大一部分成本在于每个屋顶都略有不同,因此必须进行不同的工程设计、不同的安装”。
太阳能屋顶通常需要屋顶工、太阳能安装工和电工的协作。而且建筑法规往往比太阳能板更为复杂。
科拉德森解释说,额外的时间和文书工作会给屋顶施工企业带来压力。“你把屋顶工拉进来,他们就会说:‘这太磨人了。我在亏钱。销售一单这种活的时间,我本可以卖掉10单普通屋顶工程。’”
与标准光伏(PV)系统相比,科拉德森维修太阳能瓦的收费更高。
她解释说:“传统太阳能系统中,电子元件通常在面板上,还有一张映射图能准确显示每块面板的发电量。”所以出问题时,很容易定位。
“而太阳能瓦没有这种映射图的优势;瓦片下面没有空间容纳电子元件。”不过,热成像仪可以识别故障点。
但接下来还有如何接触到故障点的问题。“你可以拆下阵列中间的那一片,但你必须踩在其他瓦片上,而你真的不应该踩上去,因为这会造成微裂纹,日后会引发问题。”
在算入维修成本之前,太阳能屋顶的造价可能已是安装在屋顶上的太阳能板系统的两倍。
图:瑞士纳沙泰尔建于1900年的宏伟的让·皮亚杰中学(Lycée Jean-Piaget)的屋顶,上面装有Freesuns太阳能瓦,看起来像普通瓦片。
太阳能屋顶的效率也更低——原因之一是瓦片本身更小。
另一个因素是以热量形式损失的能量。由于瓦片紧贴屋顶,空气流通不如安装在屋顶上的标准太阳能板,而热量会损害太阳能性能。
英国太阳能公司Sunsave联合创始人本·格雷夫斯评论说,彩色瓦片的效率还要更低。“所有太阳能电池都是黑色的原因——如今整个面板也越来越黑——是因为黑色是最佳吸收颜色。”
总体而言,要产生同样的电量,太阳能屋顶瓦需要占用多得多的面积。
Sunsave不提供太阳能屋顶。“大多数英国人就是没有足够的钱来支付,”格雷夫斯认为。
虽然五年前外观是更重要的考量因素,但现在“绝大多数消费者最关心的是能省下多少钱”。
但太阳能屋顶的支持者认为,不应将其与屋顶上的标准太阳能组件对立比较。
“不要拿光伏屋顶瓦与标准光伏系统作比较,而应把光伏屋顶瓦看作是从我们的屋顶额外发电,而不是让屋顶白白闲置在那里,”德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所一个研究小组的负责人马丁·海因里希敦促道。
图:瑞士韦瑟纳兹的赤陶色太阳能屋顶。太阳能屋顶的造价可能是安装太阳能板的两倍。
虽然标准太阳能板发展势头强劲,太阳能屋顶却没有取得同样程度的进步。
一项可能对太阳能屋顶特别有帮助的技术进步是矩阵叠瓦技术。
这是一种不同的太阳能电池连接方式。太阳能电池被切成窄条,像重叠的木瓦一样层层叠放,并使用导电粘合剂而非金属导线相互连接。
这意味着电流可以绕过阴影区域,不像标准组件那样。“如果有鸟粪落在电池的某个部位,电流可以绕过去,”勒罗伊德解释说。
除了提高能量输出外,这还改善了外观,因为银色导线不再可见。
海因里希说,另一个优势是“由于我们把电池切成更小的面积,就可以更容易地填充特殊尺寸。你不必遵循常规的图案尺寸”。
Freesuns是光伏建筑一体化领域较早采用矩阵叠瓦技术的公司。“我们认为这是未来制造瓦片的一个重大机遇,”勒罗伊德说。
对这家公司有帮助的还有更好的自动化设计软件。由于每个屋顶工程都是独一无二的,这可以加快设计流程。
勒罗伊德相信这将降低成本,并让“整个建筑行业对使用该产品更有信心”。
在自己的太阳能屋顶安装十年之后,尽管行业遭遇挫折,勒罗伊德依然乐观。
她相信,对于有经济实力的人来说,在安装新屋顶时嵌入某种太阳能最终将成为标准。“这根本是不用想的事。”
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