產(chǎn)品設(shè)計(jì)中合理使用光伏技術(shù)論文

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1方興未艾的光伏產(chǎn)業(yè)

1983年，美國(guó)加州建立起了世界上最大的太陽(yáng)能電廠，它的裝機(jī)總?cè)萘扛哌_(dá)1.6×107W。1994年，日本實(shí)施補(bǔ)助獎(jiǎng)勵(lì)的辦法，大力推薦各家各戶使用3000W的“市電并聯(lián)型太陽(yáng)光電能系統(tǒng)”，在使用的第一年，政府補(bǔ)助49%的經(jīng)費(fèi)，之后補(bǔ)助逐年遞減，至此，日本成為了推廣太陽(yáng)能發(fā)電最積極的國(guó)家。一年以后，日本已經(jīng)有9400戶裝置該系統(tǒng)，裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到了3.2×107W。在中國(guó)，太陽(yáng)能發(fā)電受到了政府的高度重視，2009年，裝機(jī)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)為20元/W。2014-04-09，我國(guó)出臺(tái)了新政策，國(guó)家和地方將對(duì)使用光伏發(fā)電的民用住宅提供長(zhǎng)期補(bǔ)貼，由此可知，國(guó)內(nèi)光伏市場(chǎng)的發(fā)展重點(diǎn)從“大型地面電站”轉(zhuǎn)向“屋頂分布式電站”。按發(fā)電量計(jì)算，每千瓦時(shí)電國(guó)家補(bǔ)貼0.42元，地方（上海）補(bǔ)貼0.40元，合計(jì)0.82元。從理論上講，家庭自建1個(gè)屋頂光伏電站，僅靠政府補(bǔ)貼的電費(fèi)七八年就可以收回成本，而且光伏電站一般可以平穩(wěn)運(yùn)行25年，也就是說(shuō)，之后十多年的發(fā)電收益都是凈賺。但是，中電光伏研發(fā)公司總經(jīng)理呂俊說(shuō)：“屋頂發(fā)電要想獲得良好的投資回報(bào)，前提是在其25年的生命周期里都能穩(wěn)定工作。但從目前的情況來(lái)看，一些光伏組件會(huì)逐漸老化，在極端條件下，小部分光伏電池板在使用5年后可能就會(huì)損失2/3的發(fā)電能力?！?/p>

2琳瑯滿目的光伏產(chǎn)品

為了彰顯光伏技術(shù)的優(yōu)越性，最大的概念產(chǎn)品設(shè)計(jì)莫過(guò)于太陽(yáng)能飛機(jī)，這也許是永遠(yuǎn)都不能用于商業(yè)化飛行的大手筆——從西風(fēng)號(hào)、動(dòng)力號(hào)到太陽(yáng)驅(qū)動(dòng)2號(hào)，大鳴大放之后，所有的太陽(yáng)能飛機(jī)只能做偵查工作或者成為探險(xiǎn)家冒險(xiǎn)的工具。太陽(yáng)能動(dòng)力的概念汽車也不得不“瘦身”——安全、舒適截然不顧，耗資巨大，汽車質(zhì)量和使用壽命不堪一擊。光伏電池在面對(duì)這些“大功率”的機(jī)械設(shè)備時(shí)，簡(jiǎn)直就是杯水車薪，這也許是設(shè)計(jì)師短時(shí)間內(nèi)找不出更好的載體來(lái)弘揚(yáng)光伏技術(shù)“低碳、環(huán)保、綠色”特點(diǎn)的原因。轟轟烈烈的技術(shù)炒作正在進(jìn)行，光伏技術(shù)與LED光源卻悄悄聯(lián)合起來(lái)。LED光源以發(fā)光效率極高的先天優(yōu)勢(shì)正在逐漸取代“白熾燈”“日光燈”和“鹵素?zé)簟保?個(gè)7W的LED燈的發(fā)光效率相當(dāng)于1盞85W的“白熾燈”。光伏技術(shù)和LED光源的組合產(chǎn)品從路燈、庭院燈、信號(hào)燈、草坪燈到工藝品燈、車燈，各種產(chǎn)品層出不窮。近幾年，新建的公路必須用“光伏加LED”照明，不然就會(huì)顯得決策者跟不上時(shí)代的步伐，不太時(shí)尚。我國(guó)東部沿海城市是季風(fēng)性氣候，連續(xù)下幾天雨，再刮一陣風(fēng)，碗口粗的樹(shù)都被吹得歪歪扭扭，更不用說(shuō)那些頂著一兩平方米太陽(yáng)能板的路燈了，輸電線路就在路燈的上面，為什么非要用“光伏”呢？在崎嶇的山路或無(wú)人區(qū)的公路上設(shè)置一排光伏發(fā)電的路燈，那可真是一道亮麗的風(fēng)景線。在淘寶網(wǎng)搜索“太陽(yáng)能”幾個(gè)字，就會(huì)出現(xiàn)從太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)到手機(jī)充電器等5000多條信息、10000多個(gè)產(chǎn)品，可謂琳瑯滿目。

3產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的合理定位

2014-04-09出臺(tái)的新政策確實(shí)讓業(yè)界眼前一亮，但是，稍微思考一下就會(huì)發(fā)現(xiàn)，住在高樓大廈的上海人憑什么不用0.52元/kW•h的市電，而是偏要墊資去改裝屋頂以換取國(guó)家和地方的補(bǔ)貼。在青島召開(kāi)的國(guó)際消費(fèi)電子博覽會(huì)上，有一家光伏企業(yè)在銷售自己的產(chǎn)品——1塊24W的太陽(yáng)能板加上1個(gè)12V、12A的鉛酸電池，再搭配上1個(gè)10W的節(jié)能燈而特制的燈。該公司自稱這是“無(wú)電地區(qū)的照明方案”，而該產(chǎn)品的安裝費(fèi)就需要500元。不難想象，無(wú)電地區(qū)大多在偏遠(yuǎn)、貧困的地方，500元對(duì)那里的人來(lái)說(shuō)可能是一畝地大半年的收入。這樣發(fā)展下去，最后還是成了“想用的，買不起；有錢的，用不著”的“大閑產(chǎn)品”了。如果把國(guó)家對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的補(bǔ)助政策微調(diào)一下，讓有錢人進(jìn)行“愛(ài)心捐助”，這一方案或許是可行的。也就是說(shuō)，只要不讓貧困的消費(fèi)者自己掏腰包，也許偏遠(yuǎn)、貧困地區(qū)的晚上才會(huì)不再黑暗。在眾多的設(shè)計(jì)中，有一個(gè)設(shè)計(jì)方案是可行的。如果把光伏安裝到農(nóng)用面包車的頂部，為車上的冷藏設(shè)備提供電源，那么，農(nóng)民就可以將前一天采摘下來(lái)新鮮果蔬裝在車上保鮮，到第二天再開(kāi)車去出售。如果遇到陰天下雨，接上市電冷藏車還是可以照常工作的。這種太陽(yáng)能冷藏車提供4m3的0～4℃的保鮮環(huán)境是不成問(wèn)題的，而車頂2m2的光伏電池每天可以提供2kW•h電。設(shè)想一下，在烈日下出售涼涼的西瓜，那是多么好的一件事。如何亮化景觀水面呢？圖1所示的設(shè)計(jì)產(chǎn)品“太陽(yáng)能水上浮燈”是最好的選擇。白天光伏電池將電能儲(chǔ)藏在內(nèi)置的磷酸鐵鋰電池內(nèi)，太陽(yáng)落山時(shí)這些燈就會(huì)亮起，十分漂亮。水面浮燈省去了埋設(shè)水線的麻煩，只要將其放在水里就能周而復(fù)始地工作。如果不想讓風(fēng)把它吹走，最好在底部系上重物。該產(chǎn)品提供了一個(gè)非常小的自動(dòng)光伏照明系統(tǒng)，但卻敘述出了抒情詩(shī)般的寧?kù)o之美。光伏產(chǎn)品既然能制成發(fā)電的屋頂，就可將這種屋頂安裝到高山之巔的亭臺(tái)樓閣上，讓我們的城市更加美麗。在汽車4S店里，不乏光伏汽配裝飾產(chǎn)品，比如比較實(shí)用的太陽(yáng)能充電器、應(yīng)急燈，能讓人心情愉悅的綠芽起舞、招財(cái)貓等。

作者：郝恬 單位：武漢理工大學(xué)藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院