各國如何發展太陽能發電？

　　自 1960 年代開始，美國發射的人造衛星就已經利用太陽能電池做為能量的來源。到了 70 年代能源危機時，人們開始把太陽能電池的應用轉移到一般的民生用途上。 

　　推行太陽能發電最積極的國家首推日本

　　1994 年日本實施補助獎勵辦法，推廣每戶 3,000 瓦特的「市電併聯型太陽光電能系統」。在第一年，政府補助 49％ 的經費，以後的補助再逐年遞減。「市電併聯型太陽光電能系統」是在日照充足的時候，由太陽能電池提供電能給自家的負載用，若有多餘的電力則另行儲存。當發電量不足或者不發電的時候，所需要的電力再由電力公司提供。 到了 1996 年，日本有 2,600 戶裝置太陽能發電系統，裝設總容量已經有 8 百萬瓦特。一年後，已經有 9,400 戶裝置，裝設的總容量也達到了 32 百萬瓦特。近年來由於環保意識的高漲和政府補助金的制度，預估日本住家用太陽能電池的需求量，也會急速增加。 
在產業方面，1999 年日本太陽能電池總產量是 86 百萬瓦特，到了 2000 年已經增加到 120 百萬瓦特，產量連續兩年位居世界第一。最近，日本許多太陽能電池廠商，例如夏普公司、三菱重工，更紛紛擴建生產工廠。 
　　美國

　　前總統柯林頓先生所提出的「Million Roofs Solar Power」方案，打算在 2010 年以前，建設完成 100 萬戶太陽能發電系統。 
　　德國

　　 1990 年起，開始實施千屋計畫，每戶太陽能發電的裝置容量在 1 ~ 5 千瓦特之間，政府補助 70％ 的經費。到了 1995 年，已經有 2,250 戶裝設太陽能系統，總裝置容量也達到 5.6 百萬瓦特。此外，荷蘭政府也預計在 2020 年，太陽能系統的總裝置容量可以達到 1,450 百萬瓦特。

　　臺灣

　　目前生產太陽能電池的主要廠商有光華、茂迪和士林電機等公司。光華開發科技公司從 1988 年，就以生產非晶矽太陽能電池為主，主要應用在消耗性電子產品上，像手表、計算機等。在 1999 年，茂迪公司開始在臺南科學工業園區設廠，以生產單晶矽和多晶矽的太陽能電池為主。士林電機也曾經派研發團隊到美國接受訓練，學習衛星所使用的太陽能電池板的製造和封裝技術，同時在 1999 年成功發射中華衛星一號後，更進一步投入民生用途的太陽能電池研發。 
　　此外，工業技術研究院材料所也成功地開發出太陽能電池的製造與封裝技術，並把技術轉移給茂迪公司及士林電機公司，以推廣國內的太陽能發電事業。近年來，國內廠商對太陽能電池事業的投資也逐漸感到興趣，主要原因除了國際市場的供不應求外，另一因素則是政府從 1999 年起，開始大力推展太陽能電池發電，並且著手推動各項獎勵措施，因此投入這一個事業的業者也明顯增加。 
　　目前，國內在推行太陽能發電的工作上還有一些難題，最主要的原因是若比較一般的市電和太陽能發電的申請手續，申請市電顯然方便很多，而且太陽能發電的設置必須先投入一筆資金。基於經濟方面的考量，對一般民眾來說確實比較難以接受。 
　　即使如此，換一個角度來看，臺灣具有日照量充足、半導體和電力電子產業發展健全和政府極力推廣等優厚條件，再加上可能的能源危機，以及環保意識普及等，太陽能發電事業在臺灣確實具有非常大的發展空間。相信只要能夠大幅降低製造成本，便可以迎頭趕上其他國家，並占有一席之地。 



夜間不能發電是太陽能電池的一大缺點，但是針對這一個缺點有兩種方式可以克服。第一種方式是把白天的太陽光能轉成其他的能量形式加以儲存，例如蓄電池、飛輪裝置、抽蓄發電廠等，到黑夜的時候再把儲存的能量釋放出來。 

另外一種方式是美國和日本兩國正在進行的「衛星太陽能發電廠」計畫（Satellite Solar Power Station, SPSS），這一個計畫的工作項目就是在太空中找到一個能夠不斷接受太陽光的地方，例如在赤道附近上空，發射具有太陽能電池或熱能發電系統的衛星，利用人造衛星在太空中吸收太陽能來發電。由於免除了晝夜、溫差及氣候等因素影響，人造衛星可以連續不停且穩定地接收太陽能，再把它轉換為電能，然後以微波的方式傳回地球，經過地球微波接收站接收後，再轉換回來成為電能，輸送到各個地方。 

在目前，由於科學家們不斷的研究，再加上半導體產業技術的進步，太陽能電池的效率也逐漸增加，而且發電系統的單位成本也正逐年下降。因此，隨著太陽能電池效率的增加、成本的降低以及環保意識的高漲，太陽能電池的使用也會愈來愈普遍。現在，太陽能電池已經被廣泛運用在日常生活中，例如手表、計算機、汽車、飛機等，可見它有很大的發展潛力，相信未來太陽能電池可以在能源的運用上扮演重要的角色。

ＴＯＰ

日本區的花圃

日本的太陽能屋

日本太陽能咖啡屋

美國太陽能飛機

德國太陽能公園

柏林火車總站玻璃帷幕裝置的太陽能

德國太陽能屋

台灣太陽能路示牌

台灣 高雄應用科技大學太陽能車

太陽能熱水器簡介

太陽熱能：

自然循環式太陽能熱水器

原 理： 
集熱板中的冷水吸收熱後，密度變小、重量變輕，自然上升至儲水桶； 儲水桶底部的冷水，密度較大、重量較重，自然下降至集熱板
再吸熱， 如此反覆自然循環加熱，稱為「自然循環式」。 
優 點： 
(1)系統構造單純耐用，不需使用額外電力。 
(2)不需控制元件，不用維護。 

只需定期清洗玻璃及清除水垢，即可保持系統正常運作。 
適 用 範 圍： 
最適合一般家庭安裝使用，亦可用於旅館、
宿舍等大型用水系統。 

強制循環式太陽能熱水器

原 理： 
當集熱板水溫比儲水桶水溫高3℃以上時，以幫浦強制將儲水桶冷水打到 集熱板再吸熱；吸熱後再回儲水桶，如此強制循環加熱，稱為「強制循環式」。 
優 點： 
適合大型熱水系統 
缺 點： 
(1)需額外動力來驅動冷熱循環，耗電。
(2)有溫差控制器、馬達、幫浦、管路多、接頭多、保溫多。
(3)零件多且複雜，需專人定期保養維護，否則系統容易故障。 
適 用 範 圍： 
日需數十噸以上用水的大型熱水系統，如：工業預熱、
溫水游泳池等。 

ＴＯＰ

太陽能未來展望

　　目前在太陽能發電上有兩個最大的障礙，一是能量的儲存困難，使得以日光作為動力來源的措施，只能在日照充沛的地方進行；另一則是裝設能量轉換系統的成本過高，不符合經濟效益。由於太陽能的吸收與儲存受到地形及天候的限制，無法百分之百做吸收與轉換，所以利用衛星來吸收太陽能的構想便應運而生，將來在衛星上面裝設輕巧的太陽能電池，每天24小時不斷吸收太陽能，然後再以微波方式送回地球，轉換成為電能供人們使用。
　　台灣要改變太陽能推廣環境，仍然是可以有作為的，但需要長期政策配合。首先必須積極進行新技術研發，使太陽能設備與建築體結合，增加太陽能吸收面積並提高發電效率；此外，都市計畫應該朝向低樓層建築與分散式小鄉鎮發展，以增加裝設面積；第三，國土規劃時將太陽能資源豐富的中南部地區，列為替代能源重要產地，將土地充份利用。
　　未來要突破太陽能發展困境，必須徹底改變思維，「以建築物為主體，能源設備為建築的附屬物，去思索將能源功能直接融入建築主體的設計」，這樣才能徹底解決目前困境。這也意味著建築物主體不只是建築，同時也具有吸收太陽能或節約能源的功能。這就是「多功能」的概念，不但使永續能源理念融入建築特色（例如綠建築），創造其社會價值，在能源經濟效益上也可大為提高。 
        人類未來將大大依賴太陽能提供所需能源，其開發利用是無庸置疑的，也是可以期待的，只不過在實現過程中必須配合自身所處環境，找出最適合自己的一套策略，並長期努力，而且是「今天不做，明天便會後悔」。 

ＴＯＰ