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別說陰天，雪落下來都發電 太陽能板在日本雪地的應用發展
文：宋瑞文（太陽能光電發電系統公會特約撰述）
今年反核遊行使用太陽能板供電，原本是示範給民眾認識的美事，卻因為部份網友的迷思，被質疑為作假，誤會的理由是，陰天發電量不敷使用。然而，陰天其實也是太陽能板會考慮的發電環境，德國聯邦環境廳屋頂採用的太陽能板便是如此（見下圖），且整棟建築基本上不需另外買電（ZEB、淨零能耗住宅）。
事實上，太陽能板的應用，不但顧慮到陰天的狀況，連會下雪的地方，都有各式各樣的進展。國土內不少雪地的日本，自推行再生能源後，雪地鋪設太陽能板的規劃，接二連三地展開，其中不乏規模數一數二的案例。簡單地說，「太陽能板能用的地方，比你想得多更多。」
在介紹日本在雪地鋪設太陽能板有哪些巧思之前，先介紹日本北邊國土的代表、北海道的日照狀況。或許有不少人以為，高緯度地帶不利於太陽能，其實不然。北海道有很多日照量豐富的地方，有的還超過東京、大阪等城市；且因為氣溫低，太陽能板溫度不容易上升，不影響發電效率。加上地廣人稀，鋪設規模在全國名列前茅。
而在各縣降雪量第一的山形縣，積雪量大，日照時間短，但夏天最高溫卻又超過40度，嚴冬和酷夏各有問題要解決。在積雪的問題上，架設角度和高度與一般不同，例如一部份角度增加到40度，高度增加到1.8~2公尺，視情況再調整到最佳化。高溫問題，則添購了外國製的相應製品。受氣候變遷影響，日本東北降雪量增加，山形縣在太陽能的實作，可望為類似狀況的縣市提供參考。
俗話說水來土淹。面對積雪，不難想到直接用熱融掉的方法。在福島縣須賀川市，年輕人越來越少，老人在爬屋頂除雪時又容易發生意外。人力除雪格外困難。部份家戶因此裝設加熱器來除雪，但加熱器需要化石燃料，要花錢又會增加環境負擔。於是，和防止高熱的太陽能板恰好相反，當地太陽能板製造商開發了會發熱的太陽能板，配備降雪感測器，一察覺到就會自動發熱除雪。
積雪落在太陽能板上會擋光，落在地上卻會反光。在北海道最北的稚内市，這裡的太陽能發電廠，除了實驗用哪個角度設置能夠最佳化，還採用了正反兩面發電的太陽能板，冬天時吸收地面反光，融雪後因為地上的貝殼的反光等等，仍然能夠反面發電，估計可以提升1~3成的發電量。
以上幾種因應雪地的太陽能板設置方式，尚有諸多細節。比方說，即便都是多結晶矽太陽能板，也會因為製造商的不同，影響積雪的容易程度，得依現場狀況調整，採購不同款式的太陽能板做混合搭配。又，因為鋰離子電池在低溫下容易出問題，而採用混合鉛電池的蓄電池製品。又或者，同樣是發熱融雪設備，各地做法也不盡相同。
雪地佔地球面積的三成，其上鋪設太陽能板，對於再生能源的普及，有重要的意義。而為克服落雪對發電效率的負面影響，加利福尼亞大學洛杉磯分校UCLA，劃時代地開發落雪即發電的太陽能板。發電的原理是摩擦起電，讓落雪在接觸到太陽能板時交換電子、產生能量；其中落雪發電的裝置，還能應用在冬季運動用品，評估運動員的表現（上圖）。
在雪地應用太陽能板的例子裡，可以看到各式各樣的發明與因地制宜。一部份案例，因為當地製造商追加適應雪地的功能，獲得了訂單；也有別的案例，同樣為了適應雪地，採購國外的製品。不管是國內廠商或外國廠商，只要符合消費者的需求，便能獲得訂單。
由於再生能源電價補貼逐年降低，與便宜的外國製品，日本太陽光電關連企業，近年來並不好過。激烈的競爭環境，就像大雪一般嚴苛；該如何險地求生？雪地太陽能板的裝設，是廠商的挑戰與可能。
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