太陽能電池板作窗玻璃，高樓變身“發(fā)電站”

在采光的同時(shí)還能進(jìn)行發(fā)電。已出現(xiàn)太陽能電池板與窗玻璃合為一體的趨勢(shì)。2012年5月建成的日本清水建設(shè)公司新總部大樓就大規(guī)模采用了此類產(chǎn)品。而且從室內(nèi)就能簡(jiǎn)單地進(jìn)行更換。         既是抗震的構(gòu)造體，又是可抑制來自外部的熱負(fù)荷的外墻材料，還是配置了太陽能電池板的發(fā)電裝置——在東京都中央?yún)^(qū)京橋建成的清水建設(shè)新總部大樓的外墻具有“三位一體” 功能（照片3-1、3-2）。 照片3-1　棱角分明的外觀 從西北側(cè)看清水建設(shè)新總部大樓。前面是昭和大街（本刊攝影） 照片3-2　“三位一體”的外墻 與太陽能電池板一體化了的玻璃厚度為18毫米，已取得不燃材料認(rèn)證。該樓預(yù)定作為新建建筑物取得美國綠色建筑評(píng)估體系LEED的“金級(jí)”認(rèn)證。         預(yù)制混凝土造的骨架，每塊寬3.2米、高4.2米、厚0.9米，重量為14噸。在鋁質(zhì)鑄件中夾入厚度約為1厘米的緩沖材料，然后澆注混凝土。框架原封不動(dòng)地成為外周的支柱及房梁，與內(nèi)部的承重墻一同支撐建筑物?？蚣苓€能起到遮擋日照的房檐功能。         一大一小2個(gè)窗戶構(gòu)成1個(gè)樓層的窗戶，下側(cè)較大的窗戶上嵌入了Low-E玻璃，相當(dāng)于格窗的上側(cè)小窗戶上嵌入了太陽能電池板及抗震板。         太陽能電池板的設(shè)置總數(shù)為962枚，面積大約為2000平方米，發(fā)電容量為150千瓦時(shí)。在有辦公室的西、南、北各面安裝了可透光的薄膜型光伏板，在有洗手間等共用空間的東面，下方較大的窗戶上安裝了多結(jié)晶型光伏板，兼作圍屏（照片3-3、3-4、3-5）。 照片3-3　可透光的薄膜型光伏板 在格窗部分安裝了用激光制造出刻紋、可透視外部的薄膜型光伏板。 （攝影：清水建設(shè)） 照片3-4　發(fā)電效率好的多結(jié)晶型光伏板 兼作洗手間圍屏的多結(jié)晶型光伏板?？紤]到檢查及更換的方便性，將捆扎光伏板電線的接線盒安裝在了室內(nèi)的玻璃端部（上方照片）。 照片3-5　在施工現(xiàn)場(chǎng)完成一體化 通過疊放預(yù)制混凝土造的骨架來構(gòu)筑外墻。在設(shè)在施工現(xiàn)場(chǎng)1層的堆料場(chǎng)中，將太陽能電池板及玻璃安裝到骨架上。 用嵌合式密封墊進(jìn)行固定        這些均采用在2枚玻璃之間夾持太陽能電池板的構(gòu)造，這是清水建設(shè)與夏普聯(lián)手開發(fā)出來的。發(fā)電效率薄膜型不足10％，多結(jié)晶型為15％。預(yù)計(jì)全年發(fā)電量為8.4萬千瓦時(shí)。         新總部大樓在理論上可將照明所需能源減少到零。首先，大樓安裝了葉片可隨著太陽的位置自動(dòng)活動(dòng)的百葉窗，可將自然光導(dǎo)入辦公室內(nèi)部。而且還通過組合運(yùn)用LED照明等，可使照明所需的能源比普通辦公樓減少9成。然后剩下的1成通過光伏發(fā)電來滿足。 用嵌合式密封墊進(jìn)行固定        清水建設(shè)設(shè)計(jì)本部部長荒井義人說：“我們考慮了在城市中心的超高層辦公樓中如何充分利用光伏發(fā)電。”要想以最高的效率進(jìn)行發(fā)電，只需在安裝在屋頂?shù)目照{(diào)冷卻塔上將光伏板朝向太陽排放即可。然而，這會(huì)妨礙設(shè)備的熱交換。         雖然壁面與屋頂相比發(fā)電量下降到三分之二左右，但可以得到較大的安裝面積。荒井部長預(yù)測(cè)：“今后如果光伏板變得便宜，可以大量購買，這可能會(huì)成為在城市中心樓宇中引進(jìn)（光伏發(fā)電）的一個(gè)方法。”以新總部大樓安裝的光伏板數(shù)量，可在2012或者2013年收回設(shè)備投資。         玻璃與太陽能電池板實(shí)現(xiàn)一體化后，令人擔(dān)心的是更換時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。夏普保證光伏板的輸出功率在25年內(nèi)不會(huì)下降20％以上。然而，即便光伏板不發(fā)生老化，將來更高效率的產(chǎn)品也可能會(huì)面世。 圖3-1　通過采用嵌合方式，可以從室內(nèi)進(jìn)行更換         荒井部長說：“盡管更換的時(shí)期及條件尚未明確確定，但我們正在下工夫保證隨時(shí)可從室內(nèi)進(jìn)行更換。”與太陽能電池板合為一體的玻璃，是由插入墻體溝槽中的Y形嵌合式密封墊進(jìn)行固定（圖3-1）。拆下位于室內(nèi)的楔狀橡膠條，即可更換玻璃。（《日經(jīng)建筑》記者：小谷宏志、瀨川滋）