將建築化身成巨型太陽能裝置藝術 打造低碳藝術城市

2022-03-21 能源界

      由於地球暖化持續增加，極端氣候也越來越頻繁，因此世界各國都以2050年淨零碳排為目標，因此碳中和成為一項重要的任務。

      要達成淨零碳排，除了節能措施的智慧樓宇，還有更重要的低碳發電，以現實來說，火力發電是不可能的選項，不論是媒或天然氣；核能是目前可行的方案，因此歐盟將新核能定為綠色能源，然而核能雖然碳排放低於火力發電，但跟太陽能相比，還是高出很多，因此只能做為過渡能源，最終還是得靠太陽能。

      當前光伏電池片轉換效率已經高達20%，可是發電量還是不足，主要是太陽能發電的發電量，關鍵在鋪設面積，需要非常廣大的地方，才能有足夠的裝置量；然而，不管鋪設在地上、湖或海面上，都會破壞原始生態，最佳的地點是沙漠與建築上，不過沙漠離城市太遠，會有長距離傳輸損耗的問題，直接鋪設在建築上還是比較好方案。

      當前太陽能建築大多是鋪設在屋頂，可是屋頂面積太小，建築的立面，面積才夠大，而且建築的西曬面(北半球是南方與西方，南半球是北方與西方)，日照時間長，加設光伏板除了發電，還能隔熱降低空調用電，雙管齊下，減碳效益顯著。

      筆者在市調時看到一篇新聞報導，值得作為太陽能綠建築的典範，因為當時該篇報導是首發，可能基於篇幅原因，著重在整體的規劃，筆者對其技術面與未來影響更感興趣，於是拜訪了其創作者，跨領域設計師-盧鴻智博士，下圖就是他親手設計的作品-太陽能藝術建築-[The Crystal]。

他的作品一貫的多領域整合，很有特色，盧鴻智說，他在創作時，喜歡融入科技、生態、藝術與文化的元素，對於建築也是，這個作品雖然式建築，但其實就是巨型太陽能裝置藝術，一開始的概念就是裝置藝術，是以中華文化的東青龍、西白虎、南朱雀、北玄武的方位，分別放置水晶柱，以招風調雨順宅平安的寓意，如下圖所示；

其中太陽光被水晶柱色散成七彩光芒，這個概念也透過彩色光伏整合上去，彩色光伏電池片，是被嵌入5+5mm膠合玻璃夾層中，成為彩色太陽能帷幕玻璃，如下圖所示；

彩色太陽能帷幕玻璃是以太陽的可見光光譜的意象，安置在建築的西面與南面，除了隔熱、還兼發電，如下圖；

彩色太陽能帷幕玻璃的安裝與一般玻璃帷幕牆相同，但多了佈線，因為每片玻璃都會發直流電，所以需要額外的管線設計，他為此還開發了太陽能帷幕建築之線路配置結構的技術，並申請了專利。

除此之外，他還把天台設計成了太陽能公園，四個屋突以長廊相連，即使下雨也不影響居民的活動，其上也鋪設了太陽能帷幕玻璃，除了發電隔熱、還提供居民運動、休閒與交流的場所，如下圖