用太陽能電池表現樹蔭？日本「零碳之樹」介紹

文/宋瑞文(加州能源特約撰述)

萬眾矚目的東京奧運落幕了，隨著主場館一同登場的太陽能玻璃則持續透光發電。和東奧的透明太陽能玻璃不同，最近日本產業技術研究所建置的太陽能玻璃建物，能夠表現出樹蔭下光影參差的視覺效果。

據日本各媒體報導，日本産業技術綜合研究所「Zero Emission 國際共同研究中心」（Global Zero Emission Research Center, 簡稱為GZR）今年六月在入口處設置了一個樹木狀的天蓬（入口天蓬：Entrance Canopy），作為零碳社會的象徵，名為「零碳之樹」。造型仿自該中心園區內，見證著産業技術綜合研究所歷史的豐富林木。

＊表現出樹蔭光影效果的「零碳之樹」。（來源：AGC）

「零碳之樹」採用日本特殊玻璃公司AGC（Asahi Glass Co., Ltd.，官方中譯為「艾杰旭」）的太陽能玻璃產品「Sunjoule」。由於「樹葉」是內嵌太陽電池的玻璃，具有6.9kW的發電能力，相當於入口處照明所需。傾斜天蓬狀的「零碳之樹」，透過複雜的立體結構，讓底下的光影呈現有如樹蔭，在入口帶給訪客溫暖的感覺。

太陽能電池作為發電設備，基本上追求的是發電效率；但作為建材，要考慮的層面就包括外觀、耐用程度等一般建材該具備的特性。

作為建材的要求

「零碳之樹」的設計與施工由清水建設擔任。在設計之初利用專業的設計軟體進行各種模擬：在避開車輛出入的三根柱子的點上，有如樹芽一般生長的樑柱，和天蓬如何抽枝開葉，接近樹的感覺。

＊遭遇地震時，「零碳之樹」其上玻璃的移位分析。（來源：清水建設）

作為建材，在模仿樹的同時，「零碳之樹」還考慮到地震的影響，大量的玻璃如何抗震（可耐震度6的地震），從這裡決定了零件的構造與金屬支架的尺寸等細節。

放在入口處的「零碳之樹」，平時有往來的車輛與行人，其上還有降雨與光照。雨水如何不會滯留其上，經蓬面反射的光照，如何避免對周圍建築的影響，都是設計時會考慮的地方。

太陽能玻璃並非晚近才出現的發明，前述AGC的「Sunjoule」自2000年開始販售，在日本有松尾建設總公司、藤澤市新市政大樓等案例。在台灣也有台北國際花博美國館、台灣建築科技中心等採用類似產品。從建材的角度來看，太陽能玻璃有更多的設計與功能，才能爭取更多建案的青睞。

從配合屋頂磚瓦外型的太陽能板，到可透明或者有顏色的太陽能玻璃，太陽能往建材方向的應用越來越廣，近年甚至還有球狀的、同樣作為建材之用的太陽能電池問世，逐漸跳脫一般人對太陽光電的既定印象。

＊「Zero Emission 國際共同研究中心」介紹手冊封面。（來源：官方網站）

位於環境技術的世界平台

在ACG對「零碳之樹」的新聞稿裡特別提到，對於淨零能源消費建築ZEB（Zero Energy Building）、碳中和社會等日本環境政策及其呼聲，太陽能玻璃能夠做出貢獻。

倘若兼具美觀與實用的「零碳之樹」，是結合太陽電池建材與建築設計公司雙方專業的產物。在背後促成它們開花結果的沃土，便是日本政府為因應世界暖化問題，長年對能源政策的耕耘。

＊「Zero Emission 國際共同研究中心」所長吉野彰，是現代鋰離子電池發明者與2019年諾貝爾化學獎得主。（來源：官方網站）

事實上，「零碳之樹」所在的「Zero Emission 國際共同研究中心」，是2019年日本首相在「綠色創新高峰會議（Green innovation submit）」倡議設立的，現由鋰離子電池發明者與2019年諾貝爾化學獎得主吉野彰擔任所長。該中心作為G20二十大工業國12萬名研究人員的跨國平台，今後「零碳之樹」要見證的，將是環境技術研發在世界各地的開枝散葉。