利用太陽能電池的實證實驗及設(shè)置事例日益增多。在各種用途全面普及太陽能電池所面臨的課題也逐漸凸顯。旨在解決這些課題的舉措也日趨活躍,太陽能電池應(yīng)用于所有用途為期不遠。目前在“水上”、“農(nóng)田”、“住宅(屋頂以外)”、“大廈”及“汽車”領(lǐng)域,積極利用太陽能電池的行動日益活躍(圖1)。有些領(lǐng)域已經(jīng)開始進行實證實驗,并已有了具體的設(shè)置事例。為了全面普及太陽能電池,各領(lǐng)域正積極推進旨在解決課題的相關(guān)舉措。
在多個領(lǐng)域已開始具體探討配備太陽能電池。如果在解決技術(shù)課題方面找到頭緒,很有可能迅速得到推廣。例如,在“水上”領(lǐng)域,為了解決在船舶上,以及在湖泊等的水面上進行設(shè)置時所面臨的課題,相關(guān)研究開發(fā)相當(dāng)活躍。在船舶方面,已有了應(yīng)對輸出變動的方法,在水面設(shè)置方面,連接陸地的布線的耐久性得到提高。
在“農(nóng)田”領(lǐng)域,面臨的最大課題是太陽能電池設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)不明確。太陽能電池廠商正在準(zhǔn)備積累可證實太陽能電池不會對各種作物產(chǎn)生影響的數(shù)據(jù)。在“住宅”領(lǐng)域,為了滿足減少電源施工的需求,開始在電動卷簾門窗及室內(nèi)傳感器上利用太陽能電池。在“大廈”領(lǐng)域,由于只在屋頂設(shè)置太陽能電池場所有限,因此可設(shè)置在墻壁及窗戶上的太陽能電池也已登場。與大廈同樣,太陽能電池設(shè)置面積較少的是“汽車”領(lǐng)域。雖然出現(xiàn)了設(shè)置于車頂?shù)氖吕窈筮€需要繼續(xù)開發(fā)可簡便地配備在發(fā)動機罩及車門等處的太陽能電池。
另一方面,技術(shù)課題也凸顯出來。那就是,在陽光被云擋住等情況下,輸出變動之大超出預(yù)想。AurigaLeader上設(shè)置有3臺1150千瓦的柴油發(fā)電機,如果采用40千瓦的太陽能電池,可充分吸收輸出變動。不過,日本郵船力爭實現(xiàn)的是,配備可設(shè)置在汽車運輸船甲板上的250千瓦的太陽能電池。在這種情況下,有可能難以向船內(nèi)穩(wěn)定供電。于是日本郵船于2011年6月,新配備了蓄電池,開始進行實證實驗。配備了川崎重工業(yè)公司開發(fā)的鎳氫充電電池“GIGACELL”,容量為115千瓦時。由于實證實驗期間是到2012年年底,因此尚未公開詳細數(shù)據(jù),但通過利用蓄電池使太陽能電池輸出變動均勻化,因而沒有對柴油發(fā)電機產(chǎn)生惡劣影響。
除了日本郵船,其他海運公司也積極地在船舶上配備太陽能電池。2012年6月,商船三井公司建成了配備太陽能電池的汽車運輸船“EMERALDACE”。該船在航海過程中將太陽能電池所發(fā)電力存儲在蓄電池中,停泊在港灣中時,利用蓄電池的電力。因此配備了比AurigaLeader更多的、160千瓦的太陽能電池,以及約2.2兆瓦時的大容量鋰離子充電電池。
直接浮在水上
風(fēng)力發(fā)電機領(lǐng)域已先于太陽能電池領(lǐng)域研發(fā)在海上設(shè)置的浮體式設(shè)備,對于解決同樣課題的研究已取得進展。生產(chǎn)吊裝電纜的古河電氣工業(yè)公司目前正在針對浮體式風(fēng)電場,加緊強化吊裝電纜。
強化的關(guān)鍵在于包覆導(dǎo)線的絕緣層周圍形成的鉛(Pb)遮水層。如果水透過遮水層,進入絕緣層,就會逐漸腐蝕絕緣體,破壞絕緣效果,產(chǎn)生“水樹”(watertree)現(xiàn)象。
如果是以往6千伏左右的用途,即使水滲入絕緣層,劣化的速度也并不快。不過,浮體式發(fā)電站采用的是22千伏及66千伏高電壓,因此電纜的壽命會變得非常短。為了防止海浪的搖動導(dǎo)致遮水層劣化,必須阻止水滲入。古河電氣工業(yè)為了使電纜能在66千伏的高電壓下使用較長時間,目前正在通過改變遮水層形狀,或改用鉛以外其他金屬材料等,研究如何提高耐久性。無論使用何種方法,都需要考慮不同場所海浪狀態(tài)的差異,進行優(yōu)化。