我家有个发电厂

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  他放弃了在日本的优越生活;他从黄浦江畔的江景房搬至上海市郊,在自家屋顶建成了中国第一座家庭太阳能发电厂。他自家发的电不仅能够自足,还能输送给国家,奇怪的是,他送的电越多,要缴的钱就越多。然而即便承受更大的经济代价,他也无怨无悔。赵春江究竟图的是什么?
  这个谈到太阳能就一脸兴奋的人名叫赵春江。8岁的时候,他读《十万个为什么》,书里有一种房子像甲壳虫一样有个发光的外壳,这房子是一种太阳能建筑。从那时起,赵春江对太阳能产生了兴趣。大学毕业后,他去了日本攻读太阳能光伏发电技术。学成后的赵春江,目睹日本在太阳能方面受益,一心一意想回到祖国推广这种技术,让同胞都享受到太阳的馈赠。
  
  2000年,在日本学习了15年太阳能技术的赵春江,辞掉待遇优厚的工作回到家乡上海。他想方设法,去宣传他的家庭太阳能供电计划,却收效甚微。为什么既节能又无污染的太阳能家庭发电,在国内推行这么难?赵春江陷入到深深的苦闷中,此时,妻子的一席话给了他极大的启示。
  赵春江妻子:你是这方面的专家,你讲太阳能怎么怎么好,人家就会问你了,既然这么好,那你自己为什么不做?一句话就可以把你问倒。所以我就建议,咱们自己先做一个,在家里做实验室。
  赵春江的家庭太阳能发电计划,就是在自家的屋顶上装上太阳能电池方阵,将太阳辐射转化成直流电,再经过逆变器的转换形成日常用电。这就是太阳能光伏发电(图1)。
  
  


  


  (1)图组:(1-1)在屋顶上安装太阳能电池方阵
  (1-2)将太阳辐射转换形成日常用电
  
  要实现这个想法,先要找到一处合适的房子,赵春江和妻子选定了位于上海市郊的一处屋顶房。然而用于采光的屋顶天窗又成了建设太阳能发电厂的障碍。因为高出来的天窗难免在阳光照射的时候投下影子,影子落在太阳能电池板上,会影响发电的效果。
  经过精心计算,阴影问题排除,赵春江的屋顶发电厂开始动工了。首先赵春江将自己家的房顶斜度由原先25度加到35度。因为他测算过, 35度斜面才是上海地区接受阳光的最佳角度。结合自家的用电情况,赵春江在屋顶一共安装了22块太阳能电池板,发电功率是3000瓦(图2)。
  
  


  (2)先在自己家建造太阳能电厂
  
  2006年12月15日,中国第一个家庭太阳能发电厂开始供电:
  22块太阳能电池板组成电池方阵
  发电功率3000瓦
  半年发电1500度
  赵春江:我家太阳能发电系统就相当于一个3千瓦的小型发电厂。比起几十万千瓦的大型火力电厂,那是小弟弟的小弟弟,但它毕竟是一个系统非常完整的发电厂,它发出来的最后形成了220伏50赫的交流电,和常规电网火力发电厂,核能发电厂,发出的电能是完全一样的,质量也是一样的。
  为了向公众说明太阳能系统的功效,并收集实验数据,赵春江还安装了一组价格不菲的测试设备。每5分钟与设备相连的计算机都会自动记录下发电量。发电量在不同的光条件下,会有不同的表现(图3)。
  
  


  (3)赵春江利用测试设备记录发电量
  
  5月27日
  早上5点15分,开始工作;
  18点55分,休息。
  至5月27日,发电总量1446度
  当天发电量:9.869度。
  最高日发电量曾经达到17度左右,那天天气肯定很好。10度是一个平均的数据。严重阴天发1度电的情况也有,但是不发电的情况从来没有。
  赵春江打算向有关部门提供发电数据,以期望在城市中尽快推广。他每天都把当天的记录进行汇总。让他高兴的是在最初100天里,系统已发电近1000度。预计全年可发电3000度左右,这就意味着可满足赵家全年的用电需求(图4)。
  
  


  (4)太阳能发电厂业绩不斐
  
  赵春江妻子:家里有9台液晶电视,一个冰箱,两个冰柜,24小时用电的鱼缸,三层都是中央空调,还有一个桑那淋浴房(图5)。
  
  


  (5)家庭发电厂可以保证高质量的家庭生活
  
  我切身感受到太阳能发电的好处,就是你会感到生活质量的一个跨越式提高。
  对于赵春江来说,自家的这个发电厂绝不仅仅是为了满足家庭用电,更让他看中的是,每年发的这3000多度电可以节约标准煤1140公斤,减少二氧化碳排放3.6吨。如果试验成功了,可以推广给更多的家庭使用,假以时日,积少成多,困扰我国的资源和污染问题就会同时得到缓解。然而成功的喜悦还没来得及尽情享受,意想不到的事情就发生了。并且烦恼还接连不断。究竟是怎么回事呢?
  
  不期而至的电费单让妻子愣住了. 当初赵春江承诺过,家里安装了太阳能发电设备,用电就不用再花钱了。这电费又从何而来呢?
  起初,赵春江也觉得十分诧异。不过马上他就明白了。原来赵春江的这套发电系统直接和国家电网相连, 家里发的电用不完,自然就传输到公共电网上去,这也是国际上认可的一种传输方式。而我国传统的电表只按一个方向转,尽管是输入电量,电表却按用电量计数,所以输送的电越多,赵春江掏的电费就越多。
  如果说多缴几百块电费还不至于让赵春江心生烦恼,接下来赵春江可真是觉得堵得慌。他的家庭太阳能发电被媒体报道后,前来咨询的电话络绎不绝,有的干脆上门参观。每次赵春江都热情接待,毕竟让更多的人喜欢并使用上太阳能发电正是他的心愿。遗憾的是每次询问过后都如泥牛入海,再没有了下文,这让他心里觉得十分遗憾(图6)。
  
  


  (6)媒体报道了赵春江家庭太阳能发电
  
  其实赵春江也明白,这中间的症结究竟在哪儿。
  赵春江:太阳电池板,我花了10万元人民币;逆变器和一些电缆、开关箱,总共花了4万块;设计费我自己设计就不需要了;施工也是我自己施工,也不需要了。就是这些硬件设施。
  加上设计费和安装费,得花16万。以上海为例,居民用电的费用为六角钱1度, 16万元可以购买25.9万度电。按照每户家庭平均一年3000度来计算, 16万元足可以够一户家庭用上86年。很明显这是一笔划不来的账.成本问题正是制约中国发展家庭太阳能发电的瓶颈.
  不仅是我国,许多国家发展太阳能光伏发电,都遇到这样一个瓶颈。而突破这个瓶颈很重要的一项措施就是政府政策。像德国,建设屋顶发电站的用户,可以把他的电用高出常规用电的价格卖给电网,而他从电网获得的电,仍然是按照常规的电来收费。日本是在10年以前开展了屋顶电站计划。采取的主要措施是给用户补贴。目前在我国,很多太阳能专家、公众,包括一些政府部门都在呼吁,尽快出台我国太阳能光伏发电的优惠补贴扶持政策。这个政策一旦出台,将对进一步促进再生能源的发展起重要的推动作用。作为太阳能发电的坚决拥护者,赵春江坚信,这一天一定会到来。
  赵春江:实际上我去日本留学就是为了学习太阳能,以便将来在中国运用。我不管政策什么时候出台,它终有一天会出台,迟早的事。
  
  正是因为这份相信与坚定,赵春江的人生才有了一份放弃与选择。
  对于儿时生活在上海郊区的赵春江来说,在上海市中心拥有一套自己的房子,是多年的夙愿。赵春江从日本回上海没多久,就用自己积蓄买下了这套让人羡慕的沿江住房。然而因为这里不适合装太阳能,他不得不选择了放弃(图7)。
  
  


  (7)为了实现理想,赵春江选择了放弃在市区生活
  
  赵春江:一天没住过,一个晚上都没有住过,就来看看。晚上来看了,还要赶回去。在这里连睡觉都没睡过。
  干这件事挺有代价的。
  我的愿望就是希望看到所有的屋顶上面都能装上太阳能电池,大概有个5%能覆盖上太阳能电池的话,我们上海地区2100万人口用电问题不但能完全解决,而且是超过目前消费水平的,这意味着在电力供应方面老百姓可以自给自足,或者说实现一个同环境比较协调,和谐的一个社会(图8)。
  
  


  (8)尽管眼前困难重重,赵春江仍充满期待
  
  赵春江坚信太阳能是地球母亲送给人类最后的一笔财富。哪个国家能尽早享用,哪个国家就能尽快摆脱现有的能源短缺和环境污染的危机。为此他不仅奔走呼吁相关鼓励政策的出台,更投入到了降低成本的研究中。而今年年初因南方极端天气造成的电煤紧张,也再次让人们思考新的能源形式。或许在不久的将来,就会有一座小型的太阳能发电厂在您家的屋顶上落地生花。
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