能源技術的無限可能

TInergy 是一個能源社區，社區中的人們相信技術創新使生活的方方面面更具效率，技術創新更是通向清潔、低價和可再生能源的橋梁。 作為社區的一分子，德州儀器的能源專家將分享能源開發利用的新見解，使能源利用率更上一層樓，在降低能耗的同時，讓人們享受更美好的生活。

作者：德州儀器 Chris Schairbaum, 更多精彩內容，請訪問 TInergy

日前，德州儀器 (TI) 宣布其將贊助今年 10 月 9日至18 日在美國華盛頓舉行的“太陽能技術大賽 (Solar Decathlon)”。同 2007 年一樣，20 支大學參賽隊將在 2009 年這屆比賽中同臺競技。我相信，每一支團隊都正通過住宅建筑、產品采購，以及出現問題、處理問題、迅速解決問題、第二天又出現許多“問題”……如此反復所帶來的大量設計修改，獨辟蹊徑找到他們自己的技術方法。對這些大學生和研究生而言，他們可以提早接觸私營企業現實世界。

我希望，這些團隊正在處理的項目與我們在 TI 已經研究一段時間的課題有關。通常，太陽能行業以美元/瓦（$/ W）來計量某個太陽能裝置。例如，一塊 200 瓦的太陽能板（也稱作模塊）規定其峰值輸出為 200 瓦。因此，如果在房頂上放置 10 塊這樣的太陽能板，那么我就安裝了一個 2000 瓦的系統（10 x 200 W）。當然，2000 瓦也可稱作 2 千瓦（kW）。就其理論峰值而言（“理論”當然也就是絕不會出現的意思），我會期望在無云、陽光明媚的天氣狀況下，會有 2kW 的電進入到我家……?（實際上這一數值不到 1.6kW，而且取決于具體的天氣狀況）。我們假設每塊太陽能板花費 500 美元，那么 2kW 太陽能逆變器（主要作用是將太陽能產生電流從 DC 轉換為 AC 的一個盒子）就要花費 2000 美元，安裝承包商收取人力、線纜、支撐系統、許可證費、二次配線，以及所有其他以太陽能安裝為名義的“系統費用余額”等費用共計 10,000 美元。不考慮稅收激勵信貸、折扣或其他成本節省等措施的情況下，將所有這些費用加起來（500 美元 x 10 + 2000 美元 + 10000 美元）得出的總費用為 17000 美元。如果我將 17000 美元這一費用除以我的 2000 瓦系統，這便是傳統的太陽能行業計量方法，結果為 8.50 美元/瓦。

你會經常聽到新聞媒體和分析家們提及美元/瓦比值。這一數值具有地域性，目前在大多數地方，實施聯邦、州或本地減稅和獎勵政策以前,這一數值在 5 美元/瓦到 9 美元/瓦之間。許多業界人士認為應達到 1 美元/瓦及以下，因為該行業需要達到這一極低的比值來獲得電網平價，并使消費者和商業用戶廣泛采用太陽能。美元/瓦計量方法存在的問題是，它無法考慮到針對特定太陽能裝置所產生“可用”能源總量。基于美元/瓦購買和評價一種太陽能裝置，就好比是現在僅僅根據標稱處理器速度來購買一臺計算機一樣。一臺價值 1000 美元、處理器速度為 2 GHz 的計算機，根據這種計量方法得到的比值為 500美元/GHz。這是一個有趣的數字，但它并未告訴我們任何有關計算機啟動時間、頁面下載速度、紅眼照片編輯速度、DVD 刻錄時間等信息。

您可能已經注意到，您以千瓦時 (kWh) 來支付電費。這種較為合理的單位以 1小時時間內使用 1000 瓦來定價。根據定義，當產生的太陽能電力（x.xx 美元/ kWh）的分攤價格等于假設煤發電量（x.xx美元/ kWh）的分攤價格時，便出現了電網平價。在我們這里，我電表上的煤電平均值大約為 0.10 美元/kwh，同時地區不同這一平均值也各異。我需要知道太陽能供電如何優于 0.10 美元/ kWh，因此，我的太陽能裝置遇到了工業標準美元/瓦計量方法存在的第一個問題——它給了我兩種完全截然不同的電費數。因此，我需要將我的 8.50 美元/瓦太陽能裝置成本轉換為 x.xx美元/kWh，才能知道好不好。這就是它讓人非常困惑的地方，因為并非所有太陽能裝置都是一模一樣。查看下列三種不同太陽能裝置的情況：

太陽能裝置 $/W 平均日發電 kWh $/kWh（20 年使用壽命） A – 2kW $8.50 8.4 $0.28 B – 2kW $8.50 5.4 $0.43 C – 2kW $8.50 11.9 $0.20

我的系統裝置 A，高效率、高穩定性，采用高質量的太陽能電池、逆變器控制、以及諸多電子元件等，可以得到 0.28 美元/kWh。我的裝置 B，效率較低，采用較低性能的太陽能電池及逆變器控制等。裝置 C 具有一些潛在的技術進步，我們希望在未來數年內能夠在太陽能電池和逆變器電子元件層看到這些進步，它們可帶來 0.20 美元/kWh 的電費。需要注意的是，所有裝置均具有極為相同的美元/W，但是它們的平均日發電量卻差別較大，從而得到極為不同的美元/ kWh。說到底，美元/kWh 才是我們所關心的。它是今天決定我們付錢多少的計量方法，同時還會是將來太陽能經濟競爭力的較終評判。變化的裝置技術、逆變器拓撲結構、太陽能電池效率、控制電子元件和總系統安裝成本，將會決定太陽能的投資回報率。我們依靠規模經濟和工程創新的平衡來獲得與電網相同定價的美元/ kWh 和太陽能裝置投資回報率（ROI）。考慮到近來行業投資和研究的急劇增長，電網平價目標是可以達到的。

Chris Schairbaum
能源技術戰略總監