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低碳光芒辉映世博会 开启“半导体照明元年”

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发表于 2010-9-2 19:20:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
太阳能发电装机容量达4.5兆瓦,成为国内面积最大的太阳能光伏电池示范区;交通零排放,公共交通将使用氢能源车、超级电容车等清洁能源车辆;大规模应用节能技术,新型半导体LED照明系统、江水源热能采集等等新技术的应用,齐聚2010年的上海。

    本届世博会对新能源技术的重视超过了以往的任何一届。六年来世博科技专项支持的几十项技术攻关的创新成果,为我们展示出后世博城市雏形:从各种可替代能源,到更有效率的传统能源使用方式,再到包括衣食住行在内的各个使用能源的产品终端,新能源带来新的商业机会……

    开创“太阳能世博标杆”

    正值春雨连绵,远望去中国馆的斗冠红柱仿佛增了些飘渺,别样味道。

    恐怕再早几个月,上海太阳能工程技术研究中心的郝国强博士及一干人等还没心情赏这雨润烟浓的景儿。中心承担了世博会太阳能规划设计工作,这片国内面积最大的太阳能光伏电池示范区,得经得住阴雨天、尤其是连续性阴雨天气的考验。

    与石油、煤炭等矿物燃料不同,太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换不会导致温室效应和全球性气候变化,也不会造成环境污染,对满足人类经济社会不断增长的能源需求,实现可持续发展意义非同寻常。

    在2000年德国汉诺威举办的世博会上,展示了当时世界最先进的太阳能建筑、光伏发电装置和当时世界最大的太阳能游艇,点燃了21世纪“太阳能世纪”的星火。随后的几年里,全球的太阳能技术日新月异,太阳能产业以每年30%的速度递增。在2005年的日本爱知世博会上,出现了输出功率分别为200千瓦、30千瓦和100千瓦的多晶硅、双面受光型单晶硅和非晶硅的太阳能电池。所展示的这些太阳能发电技术表明太阳能等可再生能源能够以较高的效率提供电力,缓解传统能源供给紧张问题,并为保护环境、实现循环型的社会模式做出贡献。

    2010年,绿色世博。这片园区内使用量最大的新能源就是太阳能。太阳能发电(光伏)产品集中应用到中国馆、世博中心、主题馆和南市电厂的屋顶、玻璃幕墙上,与建筑融为一体,所谓光伏建筑一体化。一体化的设计和建设比单独建设太阳能发电系统节约成本30%以上,建成后的太阳能发电系统总装机容量约4.6兆瓦,并且已经实现了与电网的并网,这一应用规模远大于历届世博会。根据计算,世博园区光伏建筑一体化系统年平均发电量为408万千瓦时,可减排二氧化碳3330吨。

    而此前人们觉得太阳能建筑还离之甚远。“用太阳发电的楼?只是个概念性的摆设吧。”“太阳能的概念普及相当早,但多数并不了解发展状况。很多人一说起太阳能只会想到热水器。”几名行业中人的脸上飘过无奈。他们还不知,更有甚者的脑海里,太阳能的代表是汽车窗前那个不插电就摇头晃脑的塑料叶子。

    倒是上海出租车司机于师傅,因常在太阳能研究中心附近行驶,更了解些前沿动态:“他们的楼就是太阳能建筑,三面儿墙都是湛蓝的电池板,楼里用的就是太阳能发的电。”

    就他的话向郝博士求证,得到了肯定的答案。研究中心的楼群不仅屋顶、幕墙,连外面的地砖、草坪也都有所“埋伏”了太阳能电池,太阳能并网发电系统总安装容量为1.18兆瓦,日常实验耗能基本自给自足。作为前身,这座楼给世博馆解决了关键技术,也供世博园区作参考。

    以为他们有了这个样本,接手世博馆应是驾轻就熟。

    然而,“就电池技术而言,我们敢说达到成熟水平。但世博园中的光伏建筑一体化不是简单将电池附着在建筑物上,靠建筑物作支撑;而是光伏组件以一种建筑材料的形式出现。”郝博士称这才是大的难点:在不同的地点、高度以及不同的安装方式,对电池组件力学性能要求是完全不同的。

    大面积采用太阳能电池组件来当幕墙和采光顶,要求电池技术既能满足抗风压、冰雹、雷击的系数;亦需符合建筑物的实验、安全要求;更得保证一个长时间的可靠性。在连绵雨期中的持续正常工作,只是其中一项指标。

    “建筑师们头一回如此大幅度迁就了光伏技术的可用性,我们则要兼顾建筑工程的力与美。”现在听郝博士讲来很是热闹,但可想而知彼时是怎样一番焦头烂额的场景。

    举例讲,设在主题馆的电池组件,不得不考虑它南北跨180米的无柱空间结构,结果其成为了目前亚洲最大的单体建筑太阳能屋面;而在中国馆,电池组件要成为“东方之冠”艺术效果的一部分;世博中心馆,节能的同时,可以提供强大的能源支持,实现年发电100万度。“这个数字,可供约2000户居民一年用电。”郝博士微笑,“太阳能在世博的应用是一个标杆。”

    即便在上海世博会结束后,几座永久性建筑,将一直顶着那湛蓝的大屋板,将其清洁低碳的身份展示给每一个来这里的人看;年轻的父母散步路过,会指着太阳,讲解给小小的孩子听:这几所场馆发的电,早已惠及周边百姓。

    开启“半导体照明元年”

    在上海半导体照明工程技术研究中心,有个“LED生活体验馆”,其中一间异常迷人:在四面墙壁和天花板上遍装LED光纤灯来模仿银河星辰,光纤隐匿于墙中,点亮时见光源不见灯体,只觉星星点点弥漫身遭,抬头见一颗天枢星似摘手可得……

    LED全称发光二极管,最早红色,后有黄、绿。但彼时多用于信号指示,直到上世纪90年代蓝光LED划时代问世。利用荧光体与蓝光LED的组合,可轻易获得白光,这是LED走上照明之路。

    但其速度之快,用研究中心熊峰博士的话讲,叫一夜之间百花齐放。

    这个新一代光源的优势太明显,生产绿色,使用节能,被称为人类照明史上继白炽灯、荧光灯、高压气体放电灯之后的又一次飞跃。

    2010年上海世博会上,LED尽施拳脚,广泛出现在室内外照明、景观装饰、指示牌、信息显示屏、演出布景等方方面面。目前看,整座世博园有望成为全球最大的LED集中示范区。

    这其实不是人们第一次见LED大出风头。2008年北京奥运会是高亮度、大功率LED成功应用的典范,那场精彩开幕式兼成为了当时最大的一场LED灯光秀。但这以后,好些人还不是很分得清LED灯与霓虹灯、胶管彩灯的区别,毕竟城市的夜晚,它们都能见于招牌的勾边。

    “专业的人可以很容易从光线就分辨出白炽灯与LED灯。但对大众来说,教一百个好道理,不如一瞬亲见。”熊峰说,“这是LED在世博和在奥运不一样的地方,5个月里,无数的人会到这里来与世博科技互动,他们能看到、摸到、感受到LED照明。甚至,是感觉,科技无形的牵引,往往会在更长的时间里表现出它的力量。”

    熊峰指出生活随处可见的LED:交通信号灯、显示屏广告牌,银行的股指走势屏……“虽然生活中已入寻常百姓家,但LED还是有它的不成熟之处:其自身发展的过快,以致配套产业跟不上;比之国外,我们的LED产业很显稚嫩,导致价格成为市场这一环最难啃的骨头。”

    LED灯成本高于白炽灯,光纤LED更是不菲。时有访客觊觎星空房间,通常想将私人住所照搬打造,但在听了报价后,都按下这个不切实际的梦。

    在熊峰看来,2010年上海世博会是LED技术一个再好不过的契机和平台:示范概念向民众,检验技术给自己,展示理念为将来。

    由世博轴、中国馆、主题馆、世博中心和演艺中心所组成的“一轴四馆”,作为世博会的永久建筑,其LED的照明的大量应用,既能符合“生态世博,科技世博,人文世博”理念,又能展示LED创新成果,对LED照明工程的起到示范推广作用。同时,还充分考虑了世博会会后的后续利用和可持续发展需要,展示和延续“城市,让生活更美好”的主题,促进上海半导体照明产业技术能级提高,推动上海半导体照明产业规模化发展。

    “1878年巴黎世博会展出了爱迪生发明的用钨丝制作的白炽电灯,这是白炽灯时代到来的信号。”熊峰说:“而上海世博会很可能开启一个‘半导体照明元年’”
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