能源技术的无限可能

TInergy 是一个能源社区，社区中的人们相信技术创新使生活的方方面面更具效率，技术创新更是通向清洁、低价和可再生能源的桥梁。 作为社区的一分子，德州仪器的能源专家将分享能源开发利用的新见解，使能源利用率更上一层楼，在降低能耗的同时，让人们享受更美好的生活。

作者：德州仪器 Chris Schairbaum, 更多精彩内容，请访问 TInergy

日前，德州仪器 (TI) 宣布其将赞助今年 10 月 9日至18 日在美国华盛顿举行的“太阳能技术大赛 (Solar Decathlon)”。同 2007 年一样，20 支大学参赛队将在 2009 年这届比赛中同台竞技。我相信，每一支团队都正通过住宅建筑、产品采购，以及出现问题、处理问题、迅速解决问题、第二天又出现许多“问题”……如此反复所带来的大量设计修改，独辟蹊径找到他们自己的技术方法。对这些大学生和研究生而言，他们可以提早接触私营企业现实世界。

我希望，这些团队正在处理的项目与我们在 TI 已经研究一段时间的课题有关。通常，太阳能行业以美元/瓦（$/ W）来计量某个太阳能装置。例如，一块 200 瓦的太阳能板（也称作模块）规定其峰值输出为 200 瓦。因此，如果在房顶上放置 10 块这样的太阳能板，那么我就安装了一个 2000 瓦的系统（10 x 200 W）。当然，2000 瓦也可称作 2 千瓦（kW）。就其理论峰值而言（“理论”当然也就是绝不会出现的意思），我会期望在无云、阳光明媚的天气状况下，会有 2kW 的电进入到我家……•（实际上这一数值不到 1.6kW，而且取决于具体的天气状况）。我们假设每块太阳能板花费 500 美元，那么 2kW 太阳能逆变器（主要作用是将太阳能产生电流从 DC 转换为 AC 的一个盒子）就要花费 2000 美元，安装承包商收取人力、线缆、支撑系统、许可证费、二次配线，以及所有其他以太阳能安装为名义的“系统费用余额”等费用共计 10,000 美元。不考虑税收激励信贷、折扣或其他成本节省等措施的情况下，将所有这些费用加起来（500 美元 x 10 + 2000 美元 + 10000 美元）得出的总费用为 17000 美元。如果我将 17000 美元这一费用除以我的 2000 瓦系统，这便是传统的太阳能行业计量方法，结果为 8.50 美元/瓦。

你会经常听到新闻媒体和分析家们提及美元/瓦比值。这一数值具有地域性，目前在大多数地方，实施联邦、州或本地减税和奖励政策以前,这一数值在 5 美元/瓦到 9 美元/瓦之间。许多业界人士认为应达到 1 美元/瓦及以下，因为该行业需要达到这一极低的比值来获得电网平价，并使消费者和商业用户广泛采用太阳能。美元/瓦计量方法存在的问题是，它无法考虑到针对特定太阳能装置所产生“可用”能源总量。基于美元/瓦购买和评价一种太阳能装置，就好比是现在仅仅根据标称处理器速度来购买一台计算机一样。一台价值 1000 美元、处理器速度为 2 GHz 的计算机，根据这种计量方法得到的比值为 500美元/GHz。这是一个有趣的数字，但它并未告诉我们任何有关计算机启动时间、页面下载速度、红眼照片编辑速度、DVD 刻录时间等信息。

您可能已经注意到，您以千瓦时 (kWh) 来支付电费。这种较为合理的单位以 1小时时间内使用 1000 瓦来定价。根据定义，当产生的太阳能电力（x.xx 美元/ kWh）的分摊价格等于假设煤发电量（x.xx美元/ kWh）的分摊价格时，便出现了电网平价。在我们这里，我电表上的煤电平均值大约为 0.10 美元/kwh，同时地区不同这一平均值也各异。我需要知道太阳能供电如何优于 0.10 美元/ kWh，因此，我的太阳能装置遇到了工业标准美元/瓦计量方法存在的第一个问题——它给了我两种完全截然不同的电费数。因此，我需要将我的 8.50 美元/瓦太阳能装置成本转换为 x.xx美元/kWh，才能知道好不好。这就是它让人非常困惑的地方，因为并非所有太阳能装置都是一模一样。查看下列三种不同太阳能装置的情况：

我的系统装置 A，高效率、高稳定性，采用高质量的太阳能电池、逆变器控制、以及诸多电子元件等，可以得到 0.28 美元/kWh。我的装置 B，效率较低，采用较低性能的太阳能电池及逆变器控制等。装置 C 具有一些潜在的技术进步，我们希望在未来数年内能够在太阳能电池和逆变器电子元件层看到这些进步，它们可带来 0.20 美元/kWh 的电费。需要注意的是，所有装置均具有极为相同的美元/W，但是它们的平均日发电量却差别较大，从而得到极为不同的美元/ kWh。说到底，美元/kWh 才是我们所关心的。它是今天决定我们付钱多少的计量方法，同时还会是将来太阳能经济竞争力的最终评判。变化的装置技术、逆变器拓扑结构、太阳能电池效率、控制电子元件和总系统安装成本，将会决定太阳能的投资回报率。我们依靠规模经济和工程创新的平衡来获得与电网相同定价的美元/ kWh 和太阳能装置投资回报率（ROI）。考虑到近来行业投资和研究的急剧增长，电网平价目标是可以达到的。

Chris Schairbaum
能源技术战略总监