摘要：  与地面的百万瓦级太阳能设置相比，设置于屋顶上的成本更低。目前，租借屋顶空间设置太阳能发电系统的新业务也在日本正式出现。

关键字：  太阳能设置，屋顶，成本，太阳能发电系统

与地面的百万瓦级太阳能设置相比，设置于屋顶上的成本更低。目前，租借屋顶空间设置太阳能发电系统的新业务也在日本正式出现。

2012年10月，日本农业合作社法人尾崎畜产御滨农场所拥有的牛圈屋顶上，设置了最大输出功率为1兆瓦的太阳能电池模块(图1)。太阳能电池模块由加拿大CanadianSolar公司生产，数量多达4245块。

图1　在牛圈屋顶上设置1兆瓦

日本尾崎畜产御滨农场在牛圈屋顶上设置了最大输出功率为1兆瓦的太阳能发电系统。负责设计及施工的是Universalecology公司。(摄影：Universalecology)

日本的百万瓦级太阳能设施迄今多为地面设置型设备。不过如今像尾崎畜产御滨农场的牛圈一样，在设施屋顶上设置兆瓦级太阳能发电系统的动向日趋活跃。

不只是设施所有者自行设置太阳能电池。出租屋顶上的空间，由第三方设置太阳能电池的“屋顶租赁”业务也开始出现。因此本文将对在设施及店铺屋顶设置百万瓦级太阳能设施的施工方法及经济效益进行介绍。

预计8年可收回投资

负责尾崎畜产御滨农场太阳能发电系统的设计及施工等的是Universalecology公司。该公司称，与在地面设置百万瓦级太阳能设施相比，设置于屋顶上的收益性较高。

在最初设计尾崎畜产御滨农场的百万瓦级太阳能设施时，日本尚未确定可再生能源固定价格收购制度的收购价格及期间。因此，收购价格设想为每千瓦时35日元，收购期间设想为15年。收购价格确定为每千瓦时42日元之后，预计可用8年时间收回投资。

据称一般情况下，100千瓦以上的太阳能发电系统的设置成本，地面设置型约为每千瓦35万日元，屋顶设置型为每千瓦30万～32万日元。地面设置型需要花费土地费及土地平整费，而且架台成本也比较高。这是因为，架台需要由混凝土基础及钢材等组合构成。此外，地面设置型还需花费设置防止外人进入的篱笆的费用、每年3～4次的除草费用以及应对小动物所需的费用等。关于小动物造成的危害，据称曾出现过浣熊等啃咬布线等情况。

与之相比，屋顶设置型仅需在屋顶材料上设置固定螺栓，设置承载太阳能电池模块的支架，即完成架台施工。施工成本最低的，是“金属瓦楞板屋顶”。由于工厂及店铺大多采用这种屋顶，因此随着部材供货量的增加，设置成本日趋下降。尾崎畜产御滨农场的牛圈也是这种屋顶。通过在固定螺栓与支架之间追加金属配件，使太阳能电池模块的角度保持在5度，以取得利用雨水冲刷污垢的效果(图2)。

图2　设置固定螺栓及支架

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在屋顶上设置太阳能电池模块，首先要在屋顶上设置固定螺栓，然后安装支架。尾崎畜产御滨农场还采用金属配件，将模块角度设为5度。最后设置太阳能电池模块。(摄影：Universalecology)

如果设置固定螺栓的间隔等符合太阳能电池模块的形状，可利用直接固定模块的金属配件。在这种情况下无需使用支架，可削减成本及实现轻量化。轻量化是在屋顶设置太阳能电池时的重要因素。屋顶大多没有设想过承载雪以外的其他物体。但要安装太阳能发电系统，必须在屋顶上设置大量每块重15公斤左右的模块。Universalecology称，其经手项目的一半左右由于屋顶强度不够，而无法设置太阳能电池模块。

尾崎畜产御滨农场的牛圈屋顶上，拥有最多可设置1.5兆瓦太阳能电池模块的空间。不过，由于其并网的电力系统容量不够大，因此仅能设置1兆瓦。

利用100台电源调节器回避风险

针对1兆瓦的输出，还在屋顶上设置了100台10千瓦的功率调节器(图3)。之所以使用大量小型功率调节器，是因为除了屋顶上有充足的设置场所之外，一旦功率调节器发生故障，可将发电量的降低控制在最小限度内，同时还可尽快进行修理并恢复运转。

图3　设置100台功率调节器

尾崎畜产御滨农场的太阳能发电系统使用了100台10千瓦的功率调节器。与使用大型功率调节器相比，可在发生故障时将发电量的降低幅度控制在最小限度。下侧照片为设置于其他设施上的同型号的功率调节器。(摄影：Universalecology)

如果使用大型功率调节器，只要有1台发生故障，发电量就会大幅下降。而且，还必须考虑，如果用于修理的部件比较特殊，也需花费较长时间才能获得，其损失无法估量。相反，如果使用小型产品，每台的发电量下降较少，由于供货量较多，因此比较容易获得部件。如果拥有备用功率调节器，还可马上进行更换。 还有，如果采用小型功率调节器，可通过内置风扇等进行冷却。另一方面，如果将大型功率调节器设置于室外，除了需要放置功率调节器的机箱，同时还需要用空调对内部进行冷却，这些都会提高运用成本。

关于在设施屋顶上设置太阳能发电系统时应加以注意的事项，Universalecology还提出了应对鸽子等鸟类的对策。特别是设置于住宅附近的设施上时，需要加以注意。这是因为，鸽子会在太阳能电池模块与屋顶之间形成的缝隙中筑巢，曾有人抱怨鸟粪会产生臭气。Universalecology针对这些项目，推荐在太阳能电池模块周围拉网(图4)。

图4　鸽子对策非常重要

如果在接近住宅区的设施屋顶上设置太阳能电池模块，采取鸽子对策是非常重要的。要想防止鸽子进入太阳能电池模块下，拉网等较为有效。(摄影：Universalecology)

Universalecology代表董事石田友则预测称，今后，屋顶与地面系统的设置成本差距“将逐渐缩小”。太阳能电池模块价格已大幅下降，价格下调余地较小。因此，今后用于地面设置型系统的架台以及功率调节器等电力设备的成本将下降。该公司目前也在开发用于地面的低成本架台。具体而言，就是将螺钉状桩子打入地面进行设置。这样一来，便无需再利用混凝土或多个桩子等来构筑基础(图5)。

图5　打入螺钉状桩子

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地面设置型太阳能发电系统也开始削减成本。Universalecology开发出了将螺钉状桩子直接打入地面的施工法。(摄影：Universalecology)

携手西班牙企业在屋顶设置30兆瓦设备

首先开始开展租借屋顶空间设置太阳能电池业务的是日本环境经营战略综研公司。该公司与西班牙Gestamp Solar公司合作，计划2013年度内，在店铺等的屋顶上设置相当于30兆瓦的太阳能电池(图6)。

图6　与西班牙企业在屋顶业务领域进行合作

在日本屋顶太阳能发电业务领域进行合作的环境经营战略综研代表董事社长村井哲之(左)与Gest ampSolar首席执行官JorgeBarredo(右)。

目前已在探讨在九州地区超市拥有的物流中心、中国地区超市相关设施及东北地区家居用品店的屋顶等上，设置太阳能电池。每个店铺屋顶上平均可设置200～400千瓦左右，但据称仓库等大规模设施可设置几兆瓦。

环境经营战略综研目前正以超市及扒金库店为中心，为4400家店铺及设施提供优化能源使用量的节能服务。环境经营战略综研计划将这些店铺及设施介绍给Gestamp Solar，由Gestamp Solar设置及运营太阳能发电系统(图7)。

图7　租借屋顶设置太阳能电池

在环境经营战略综研介绍的店铺及设施屋顶上，由Gestamp Solar设置太阳能电池。店铺及设施可获得屋顶出租费，另一方面，售电收入全部归于Gestamp Solar。

店铺及设施可获得屋顶租赁费。租赁费每年仅为每平米100～200日元，但据称夏季由于设置有太阳能电池，屋顶温度会下降，有助提高店铺的节能效果。另一方面，售电收入全部归Gestamp Solar所有。环境经营战略综研除了店铺及设施介绍费，还可从Gestamp Solar获得发电量监控管理费。关于管理费，1.2兆瓦的系统每月大约需要36万日元。

力争3年内达到300兆瓦

Gestamp集团目前正在汽车部件、钢铁及可再生能源领域开展业务，在25个国家拥有120多个生产基地。正在美国、法国、意大利、印度及南美开展太阳能发电相关业务。GestampSolar在与环境经营战略综研合作推进的项目中，将以日本制造的模块及部材为中心，构筑太阳能发电系统。

另外，除了屋顶，Gestamp Solar还计划建设及运营地面设置型太阳能电站。关于地面设置型太阳能设施，目前也在与日本企业进行探讨，计划与银行合作设立投资基金。合作企业的名称目前并未公布。

Gestamp Solar的目标是力争在今后3年内，设置300兆瓦的屋顶及地面设置型设备，预计屋顶设备将占七成。