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上海世博會或將開啟“半導體照明元年”

瀏覽次數: 日期:2010年4月29日 15:27

摘要:

太陽能發電裝機容量達4.5兆瓦,成為國內面積最大的太陽能光伏電池示范區;交通零排放,公共交通將使用氫能源車、超級電容車等清潔能源車輛;大規模應用節能技術,新型半導體LED照明系統、江水源熱能采集等等新技術的應用,齊聚2010年的上海。

【慧聰電子網】太陽能發電裝機容量達4.5兆瓦,成為國內面積最大的太陽能光伏電池示范區;交通零排放,公共交通將使用氫能源車、超級電容車等清潔能源車輛;大規模應用節能技術,新型半導體LED照明系統、江水源熱能采集等等新技術的應用,齊聚2010年的上海。

本屆世博會對新能源技術的重視超過了以往的任何一屆。六年來世博科技專項支持的幾十項技術攻關的創新成果,為我們展示出后世博城市雛形:從各種可替代能源,到更有效率的傳統能源使用方式,再到包括衣食住行在內的各個使用能源的產品終端,新能源帶來新的商業機會……

開創“太陽能世博標桿”

正值春雨連綿,遠望去中國館的斗冠紅柱仿佛增了些飄渺,別樣味道。

恐怕再早幾個月,上海太陽能工程技術研究中心的郝國強博士及一干人等還沒心情賞這雨潤煙濃的景兒。中心承擔了世博會太陽能規劃設計工作,這片國內面積最大的太陽能光伏電池示范區,得經得住陰雨天、尤其是連續性陰雨天氣的考驗。

與石油、煤炭等礦物燃料不同,太陽輻射能的光熱、光電和光化學的直接轉換不會導致溫室效應和全球性氣候變化,也不會造成環境污染,對滿足人類經濟社會不斷增長的能源需求,實現可持續發展意義非同尋常。

在2000年德國漢諾威舉辦的世博會上,展示了當時世界最先進的太陽能建筑、光伏發電裝置和當時世界最大的太陽能游艇,點燃了21世紀“太陽能世紀”的星火。隨后的幾年里,全球的太陽能技術日新月異,太陽能產業以每年30%的速度遞增。在2005年的日本愛知世博會上,出現了輸出功率分別為200千瓦、30千瓦和100千瓦的多晶硅、雙面受光型單晶硅和非晶硅的太陽能電池。所展示的這些太陽能發電技術表明太陽能等可再生能源能夠以較高的效率提供電力,緩解傳統能源供給緊張問題,并為保護環境、實現循環型的社會模式做出貢獻。

2010年,綠色世博。這片園區內使用量最大的新能源就是太陽能。太陽能發電(光伏)產品集中應用到中國館、世博中心、主題館和南市電廠的屋頂、玻璃幕墻上,與建筑融為一體,所謂光伏建筑一體化。一體化的設計和建設比單獨建設太陽能發電系統節約成本30%以上,建成后的太陽能發電系統總裝機容量約4.6兆瓦,并且已經實現了與電網的并網,這一應用規模遠大于歷屆世博會。根據計算,世博園區光伏建筑一體化系統年平均發電量為408萬千瓦時,可減排二氧化碳3330噸。

而此前人們覺得太陽能建筑還離之甚遠?!坝锰柊l電的樓?只是個概念性的擺設吧?!薄疤柲艿母拍钇占跋喈斣?,但多數并不了解發展狀況。很多人一說起太陽能只會想到熱水器?!睅酌袠I中人的臉上飄過無奈。他們還不知,更有甚者的腦海里,太陽能的代表是汽車窗前那個不插電就搖頭晃腦的塑料葉子。

倒是上海出租車司機于師傅,因常在太陽能研究中心附近行駛,更了解些前沿動態:“他們的樓就是太陽能建筑,三面兒墻都是湛藍的電池板,樓里用的就是太陽能發的電?!?

就他的話向郝博士求證,得到了肯定的答案。研究中心的樓群不僅屋頂、幕墻,連外面的地磚、草坪也都有所“埋伏”了太陽能電池,太陽能并網發電系統總安裝容量為1.18兆瓦,日常實驗耗能基本自給自足。作為前身,這座樓給世博館解決了關鍵技術,也供世博園區作參考。

以為他們有了這個樣本,接手世博館應是駕輕就熟。

然而,“就電池技術而言,我們敢說達到成熟水平。但世博園中的光伏建筑一體化不是簡單將電池附著在建筑物上,靠建筑物作支撐;而是光伏組件以一種建筑材料的形式出現?!焙虏┦糠Q這才是大的難點:在不同的地點、高度以及不同的安裝方式,對電池組件力學性能要求是完全不同的。

大面積采用太陽能電池組件來當幕墻和采光頂,要求電池技術既能滿足抗風壓、冰雹、雷擊的系數;亦需符合建筑物的實驗、安全要求;更得保證一個長時間的可靠性。在連綿雨期中的持續正常工作,只是其中一項指標。

“建筑師們頭一回如此大幅度遷就了光伏技術的可用性,我們則要兼顧建筑工程的力與美?!爆F在聽郝博士講來很是熱鬧,但可想而知彼時是怎樣一番焦頭爛額的場景。

舉例講,設在主題館的電池組件,不得不考慮它南北跨180米的無柱空間結構,結果其成為了目前亞洲最大的單體建筑太陽能屋面;而在中國館,電池組件要成為“東方之冠”藝術效果的一部分;世博中心館,節能的同時,可以提供強大的能源支持,實現年發電100萬度?!斑@個數字,可供約2000戶居民一年用電?!焙虏┦课⑿?,“太陽能在世博的應用是一個標桿?!?

即便在上海世博會結束后,幾座永久性建筑,將一直頂著那湛藍的大屋板,將其清潔低碳的身份展示給每一個來這里的人看;年輕的父母散步路過,會指著太陽,講解給小小的孩子聽:這幾所場館發的電,早已惠及周邊百姓。

開啟“半導體照明元年”

在上海半導體照明工程技術研究中心,有個“LED生活體驗館”,其中一間異常迷人:在四面墻壁和天花板上遍裝LED光纖燈來模仿銀河星辰,光纖隱匿于墻中,點亮時見光源不見燈體,只覺星星點點彌漫身遭,抬頭見一顆天樞星似摘手可得……

LED全稱發光二極管,最早紅色,后有黃、綠。但彼時多用于信號指示,直到上世紀90年代藍光LED劃時代問世。利用熒光體與藍光LED的組合,可輕易獲得白光,這是LED走上照明之路。

但其速度之快,用研究中心熊峰博士的話講,叫一夜之間百花齊放。

這個新一代光源的優勢太明顯,生產綠色,使用節能,被稱為人類照明史上繼白熾燈、熒光燈、高壓氣體放電燈之后的又一次飛躍。

2010年上海世博會上,LED盡施拳腳,廣泛出現在室內外照明、景觀裝飾、指示牌、信息顯示屏、演出布景等方方面面。目前看,整座世博園有望成為全球最大的LED集中示范區。

這其實不是人們第一次見LED大出風頭。2008年北京奧運會是高亮度、大功率LED成功應用的典范,那場精彩開幕式兼成為了當時最大的一場LED燈光秀。但這以后,好些人還不是很分得清LED燈與霓虹燈、膠管彩燈的區別,畢竟城市的夜晚,它們都能見于招牌的勾邊。

“專業的人可以很容易從光線就分辨出白熾燈與LED燈。但對大眾來說,教一百個好道理,不如一瞬親見?!毙芊逭f,“這是LED在世博和在奧運不一樣的地方,5個月里,無數的人會到這里來與世博科技互動,他們能看到、摸到、感受到LED照明。甚至,是感覺,科技無形的牽引,往往會在更長的時間里表現出它的力量?!?

熊峰指出生活隨處可見的LED:交通信號燈、顯示屏廣告牌,銀行的股指走勢屏……“雖然生活中已入尋常百姓家,但LED還是有它的不成熟之處:其自身發展的過快,以致配套產業跟不上;比之國外,我們的LED產業很顯稚嫩,導致價格成為市場這一環最難啃的骨頭?!?

LED燈成本高于白熾燈,光纖LED更是不菲。時有訪客覬覦星空房間,通常想將私人住所照搬打造,但在聽了報價后,都按下這個不切實際的夢。

在熊峰看來,2010年上海世博會是LED技術一個再好不過的契機和平臺:示范概念向民眾,檢驗技術給自己,展示理念為將來。

由世博軸、中國館、主題館、世博中心和演藝中心所組成的“一軸四館”,作為世博會的永久建筑,其LED的照明的大量應用,既能符合“生態世博,科技世博,人文世博”理念,又能展示LED創新成果,對LED照明工程的起到示范推廣作用。同時,還充分考慮了世博會會后的后續利用和可持續發展需要,展示和延續“城市,讓生活更美好”的主題,促進上海半導體照明產業技術能級提高,推動上海半導體照明產業規?;l展。

“1878年巴黎世博會展出了愛迪生發明的用鎢絲制作的白熾電燈,這是白熾燈時代到來的信號?!毙芊逭f:“而上海世博會很可能開啟一個‘半導體照明元年’?!?/p>


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