北海道旭川市是日本屈指可數(shù)的寒冷城市。積雪深度常年在大約70厘米，雖比上越等暴雪地區(qū)要少，但隆冬時(shí)節(jié)白天氣溫也多在零下，雪都結(jié)成冰，不容易融化。在2012年7月開(kāi)始實(shí)施可再生能源發(fā)電固定價(jià)格收購(gòu)制度時(shí)，曾有大型企業(yè)到旭川考察百萬(wàn)瓦級(jí)光伏電站的建設(shè)用地。但由于存在業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)，并未大規(guī)模投資建設(shè)百萬(wàn)瓦級(jí)光伏電站。

雪從太陽(yáng)能電池板上滑落

就在這個(gè)不適合建設(shè)百萬(wàn)瓦級(jí)光伏電站的地方，輸出功率為1.25兆瓦的光伏電站“旭川北都光伏電站”于2013年11月29日啟動(dòng)（圖1）。負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、建設(shè)、維護(hù)及發(fā)電業(yè)務(wù)的是當(dāng)?shù)氐碾姎庠O(shè)備企業(yè)西山坂田電氣公司（北海道旭川市）。該公司在“旭川北都光伏電站”之前，還于2013年9月30日啟動(dòng)了輸出功率為250千瓦的“旭川倉(cāng)沼光伏電站”（圖2）。并在旭川市內(nèi)運(yùn)營(yíng)著2座光伏電站。

圖1：2013年11月29日啟動(dòng)的“旭川北都光伏電站”。（攝影：西山坂田電氣）

圖2：2013年9月30日啟動(dòng)的“旭川倉(cāng)沼光伏電站”。（攝影：西山坂田電氣）

2014年1月下旬，記者到這兩座電站進(jìn)行了采訪(fǎng)。那天天氣晴朗，但3天前下了大雪，市內(nèi)積雪深度達(dá)到60厘米。250千瓦的“旭川倉(cāng)沼光伏電站”位于郊外，從市內(nèi)驅(qū)車(chē)20分鐘左右才能到達(dá)。電站周?chē)y裝素裹，而電站的太陽(yáng)能電池板上卻基本沒(méi)有積雪（圖3）。西山坂田電氣的董事、經(jīng)營(yíng)策劃室長(zhǎng)西山智解釋說(shuō)：“天晴了，太陽(yáng)能電池板開(kāi)始發(fā)電，面板表面的溫度升高，雪開(kāi)始融化，積雪自然地滑落了下來(lái)。”

圖3：三天前下了大雪，但面板上基本沒(méi)有積雪。（攝影：日經(jīng)BP）

面板上下積雪“連成一片”

“雪滑落下來(lái)后，就會(huì)在面板下堆積。堆積到和面板一樣高時(shí)，面板上的雪就難以滑落。這座電站已用大型機(jī)械除去了面板下的積雪，所以雪全部滑落了下來(lái)。但另一座電站——旭川北都光伏電站還未及除去面板下的雪堆，就又下了一場(chǎng)新雪，雪難以滑落，在面板上堆積了很多。”經(jīng)營(yíng)策劃室長(zhǎng)西山非常后悔未能及時(shí)除雪。

筆者也實(shí)際參觀(guān)了“旭川北都光伏電站”。面板上下的雪堆積連成一片，沒(méi)有從面板上滑落，積了很多（圖4）。“旭川北都光伏電站”也位于郊外，從旭川市驅(qū)車(chē)10分鐘左右即可到達(dá)。該電站建在廢棄高中的操場(chǎng)上，其附近的橋比周?chē)愿?，因此從橋的欄桿上可以俯視整個(gè)百萬(wàn)瓦級(jí)光伏電站（圖5）。作為靠近市民的百萬(wàn)瓦級(jí)光伏電站，這個(gè)位置絕佳。

圖4：面板下的積雪未及時(shí)清除，與面板上的雪連成一片，雪難以滑落下來(lái)。（摘自：日經(jīng)BP）

圖5：從橋的欄桿上眺望“旭川北都光伏電站”。（攝影：日經(jīng)BP）

在西山坂田電氣經(jīng)營(yíng)的兩座光伏電站里，太陽(yáng)能電池板的設(shè)置角度均為40度，地上高度均為1.8米（圖6）。這樣，積雪很容易滑落下去，滑落的雪與面板不容易銜接起來(lái)。在多雪地區(qū)的百萬(wàn)瓦級(jí)光伏電站，太陽(yáng)能電池板的設(shè)置角度一般在30～40度，地上高度一般在2米左右。市內(nèi)除這兩座電站外，還有很多由當(dāng)?shù)仄髽I(yè)運(yùn)營(yíng)的光伏電站。這些電站的設(shè)置角度和地上高度都跟西山坂田電氣的電站一樣，筆者當(dāng)天還參觀(guān)了其他電站，看到太陽(yáng)能電池板上的積雪沒(méi)有滑落下去，整面都是積雪（圖7）。在未及時(shí)除雪“旭川北都光伏電站”，雖然面板上還有沒(méi)有完全滑落到面板下的積雪，但比其他電站少。

圖6：正在建設(shè)的“旭川倉(cāng)沼光伏電站”。設(shè)置角度為40度，地上高度為1.8米。

圖7：位于旭川市內(nèi)、采用普通單面發(fā)電型面板的光伏電站（攝影：日經(jīng)BP）

雙面受光面板的效率最高

經(jīng)營(yíng)策劃室長(zhǎng)西山介紹說(shuō)：“沒(méi)想到‘雙面受光面板’的除雪效果這么好”。該公司在百萬(wàn)瓦級(jí)光伏電站中首次采用了雙面受光型太陽(yáng)能電池板。雙面受光面板是指背側(cè)也采用太陽(yáng)能發(fā)電單元（發(fā)電元件）的面板。普通的太陽(yáng)能電池板背側(cè)貼著白色樹(shù)脂后板，而雙面受光面板的背側(cè)用透明的后板覆蓋，可以導(dǎo)入太陽(yáng)光進(jìn)行發(fā)電（圖8）。由于背側(cè)也發(fā)電，因此雙面受光型面板比普通單面發(fā)電面板的發(fā)電量大。西山坂田電氣采用了太陽(yáng)能電池風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)PVG Solutions公司（橫濱市港北區(qū)）開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的雙面受光型太陽(yáng)能電池單元“EarthON”。雙面受光型太陽(yáng)能電池的原理早就為人所熟知，但面臨著難以提高背側(cè)的轉(zhuǎn)換效率等課題，因此投產(chǎn)的企業(yè)很少。而PVG Solutions確立了能夠提高背側(cè)轉(zhuǎn)換效率的量產(chǎn)技術(shù)，因此決定投產(chǎn)。該公司在愛(ài)媛縣西條市的工廠(chǎng)生產(chǎn)單元，委托中國(guó)廠(chǎng)商將單元組裝到面板上。

圖8：采用了PVG Solutions開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的雙面受光型太陽(yáng)能電池單元。（攝影：日經(jīng)BP）

西山經(jīng)營(yíng)策劃室長(zhǎng)解釋說(shuō)，西山坂田電氣之所以決定采用雙面受光面板，是因?yàn)?ldquo;在多雪地區(qū)，被白雪覆蓋的地面反射太陽(yáng)光，面板背側(cè)也容易照到陽(yáng)光。背側(cè)能夠發(fā)電的雙面受光的優(yōu)勢(shì)增大”?，F(xiàn)在包括背側(cè)發(fā)電量在內(nèi)的雙面受光面板的轉(zhuǎn)換效率方面還沒(méi)有官方數(shù)字。原因是現(xiàn)在的太陽(yáng)能電池板標(biāo)準(zhǔn)中還沒(méi)有雙面型的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。2012年，PVG Solutions與日本北見(jiàn)工業(yè)大學(xué)等對(duì)雙面受光面板的發(fā)電進(jìn)行了實(shí)證實(shí)驗(yàn)。PVG Solutions董事堀內(nèi)慎二介紹說(shuō)，PVG Solutions根據(jù)該實(shí)證結(jié)果等分析了采用“EarthON”的面板的轉(zhuǎn)換效率，認(rèn)為“當(dāng)?shù)乇肀谎└采w成白色時(shí)，包括背側(cè)發(fā)電在內(nèi)，轉(zhuǎn)換效率約為18％，但地面是土?xí)r，包括背側(cè)發(fā)電在內(nèi)，轉(zhuǎn)換效率在16～17％左右”。如果地面變白，增大反射量，在現(xiàn)已量產(chǎn)的太陽(yáng)能電池板中也是轉(zhuǎn)換效率最高的。經(jīng)營(yíng)策劃室長(zhǎng)西山參觀(guān)了北見(jiàn)市的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，決定采用雙面受光面板。西山說(shuō)：“如果采用雙面受光面板，可以變雪為寶。”為了在不下雪期間也增加背側(cè)發(fā)電量，現(xiàn)在正考慮在地面上撒白色材料等。

克服土地和資金難題

設(shè)有雙面受光面板的百萬(wàn)瓦級(jí)光伏電站啟動(dòng)后第一個(gè)冬天，便看出這種面板除雪效果很好。太陽(yáng)能電池板發(fā)電時(shí)，單元溫度升高20～30℃，可以有效融化積雪。不過(guò)，如果下一場(chǎng)大雪，厚厚地積在面板上，太陽(yáng)光就基本照不到面板了。這樣的話(huà)，就無(wú)法用發(fā)電時(shí)的熱量來(lái)融化積雪了。不過(guò)，采用雙面受光面板的話(huà)，只要大雪后天氣轉(zhuǎn)晴，光就能照到面板背側(cè)而發(fā)電。這時(shí)，面板的溫度就會(huì)升高，從而容易融化積雪。雖然這已經(jīng)預(yù)想到了，但融雪效果比預(yù)想的還要好。經(jīng)營(yíng)策劃室長(zhǎng)西山表示：“啟動(dòng)后，10月的發(fā)電量略低于預(yù)期，而11月以后都高于預(yù)期。”“變雪為寶”的意圖得以實(shí)現(xiàn)。

西山坂田電氣的百萬(wàn)瓦級(jí)光伏電站業(yè)務(wù)雖然看似順風(fēng)順?biāo)?，但最初卻困難重重。除雙面受光面板外，功率調(diào)節(jié)器（PCS）決定采用可靠性高的東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)公司（TMEIC）的產(chǎn)品（圖9）。不過(guò)，最初找地皮費(fèi)了一番周折。經(jīng)營(yíng)策劃室長(zhǎng)西山說(shuō)，旭川市周邊有很多廣袤的土地，但“廣袤的土地大部分是農(nóng)地。非農(nóng)地的地方，日照大多不好，因此不適合建設(shè)百萬(wàn)瓦級(jí)光伏電站。本來(lái)已經(jīng)放棄了，這時(shí)旭川市對(duì)已廢棄市立高中的操場(chǎng)進(jìn)行公開(kāi)招標(biāo)，我們的提案被采納了”。

圖9：采用了東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)（TMEIC）生產(chǎn)的PCS（功率調(diào)節(jié)器）（攝影：西山坂田電氣）

下一個(gè)問(wèn)題是資金問(wèn)題。西山坂田電氣從金融機(jī)構(gòu)直接貸款后，自有資本比例降低，企業(yè)的信用等級(jí)下降。這樣就很難獲得公共系統(tǒng)的訂單了。于是，該公司決定以匿名合伙人身份對(duì)由有限責(zé)任公司組成的特殊目的公司（SPC）進(jìn)行出資，成功從日本政策金融公庫(kù)和多家地方銀行獲得對(duì)SPC的6億日元融資。由此解決了土地和資金問(wèn)題。該公司的百萬(wàn)瓦級(jí)光伏電站業(yè)務(wù)在技術(shù)和籌資兩方面的經(jīng)驗(yàn)都非常值得當(dāng)?shù)仄髽I(yè)借鑒。