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許孩子們一個閃亮的未來——德國太陽能學校

2006/01/05 經濟部能源局 點閱人次: 307

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▓撰文:翁鳳英

學校是培養未來國家主人翁的搖籃,在學校落實環保意識,強化下一代環保意識,是確保永續推動綠色能源的重要助力之一。

太陽能發電系統是將綠色能源觀念融入學校課程的理想方法。藉由該系統,孩子們可以從簡單的活動中,像是比較電表與計算發電量,加強對綠色能源理論的瞭解。除此之外,孩子們更可以由比較自己家裡的用電量和學校裡所產出的太陽能電力,來瞭解電力的價值,以及太陽能發電的未來潛能。

太陽能學校計畫

長久以來推動太陽能發電有顯著成果的德國,即是努力將該系統融入學校生活的重點國家之一。由德國經濟暨勞工部(Federal Ministry of Economics and Labours)主導的太陽能學校計畫(Sonne in der Schule),是鼓勵學校參與太陽能研發的重點計畫之一。該計畫提供每所學校最高3,000歐元的補助執行太陽能發電,截至2000年4月止,全德國已有300所學校獲得這項補助。

學校一般裝置輸出電量為1瓩的系統,花費大約為5,000~7,000歐元之間。該計畫的內容包括:學校能自由選擇模組的型式和系統零件,但必須獲得系統規劃、維護與安全等執照,學校也必須負責記錄每月的發電量。基於教學目地,該計畫免費提供監測系統,包括太陽能輸入電量感應器和太陽能資料收集器,所收集的資料包括太陽能係數、產生的太陽能電以及送入輸配電路的電量等。由於這類計畫均屬3年期研究計畫,因此收集到的資訊必須回報至經濟暨勞工部,以做為參考。

另外近年來太陽能已經帶動德國相關產業的發展,能源業者也都願意支持太陽能學校計畫的執行,希望能深化並普及太陽能的開發與使用。因此,許多德國的能源廠商如:HEW、BEWAG、EVS、ESAG、Bayern Werke和PreussenElectra(SonneONLINE)等,也都在其服務地區贊助超過1千部以上的太陽能發電系統。以SonneONLINE為例,這家公司提供了1.1瓩的太陽能發電系統,以及網路溝通平台,方便參與的學校交換意見。

同為地球村一份子的台灣,享有日照的優勢,在開發太陽能上不應落人後,而在政府宣示綠色能源為主要國家發展政策之際,將綠色能源觀念深植下一代的心中更是刻不容緩的事實。本文希望以太陽能學校計畫為主軸,提供數個德國學校執行的情況與成果,供政府與各級學校參考。

佛來堡的魏慶格綜合中學

德國南部黑森林地區的佛來堡(Freiburg)是成功發展太陽能的著名城市,市政府環保局可沒讓孩子們在太陽能計畫中缺席。

魏慶格綜合中學(Wentzinger Schulen)在1997年藉由25週年校慶的機會,開始1.15瓩的太陽能計畫。原本由兩位老師發起的計畫,逐漸獲得其他老師、學生和家長、以及學校當局的支持,至2000年的夏天,該系統已擴充為21瓩的裝置容量,並使用來自不同製造商所提供的零件。

值得一提的是,該系統包括了一個V型集中器(V-trough concentrator),可集中射入模組的太陽能,而依太陽光角度的不同,集中器和其他模組會主動定位以收集到最大的太陽能。根據魏慶格綜合中學的研究資料,與一般太陽能光電系統比較起來,該集中器可導致多產生20~30%的電量。

太陽能發電成為這所學校全體師生和家長的共同目標,在1997年更成立了一個非營利組織「Wentz-Solar e.V.」,以發展該校的再生能源技術和節省能源裝置為目標。建校才33年的魏慶格綜合中學,目前是德國太陽能發電量最高的學校,其屋頂上的太陽光電板之總發電量,足以供應全校60間教室使用。除此之外,所產出的多餘電力,更透過輸配電路賣給電廠,在1998至1999年獲利16,500歐元,至1999至2000年,獲利更高達21,500歐元,校方將所獲得的利潤全數用來擴增太陽能發電模組。

歐汀的職業學校

除了魏慶格綜合中學,還有在歐汀(Eutin)的職業學校(Beruflichen Schule)也在1997年安裝太陽能發電模組,共花費17,000歐元,其中14,000歐元由地方政府出資,而另外的 3,000歐元則由太陽能學校計畫取得。

從運作迄今,該系統並未發生任何問題。至2000年9月為止,共運作了22,423小時,產生電力5,146瓩。該系統發電成功,具有指標性的意義,表示德國北部各邦如荷斯坦(Schleswig-Holstein)、西麥肯倫柏格(Mecklenburg-West Pomerania)和下薩克森尼(Lower Saxony)等陽光較少的地方,也能考慮使用太陽能發電。

目前該校所發出的電量僅供己用,該系統是學校裡用來訓練電工、瓦斯和水等方面的技術人員的專門課程,也是附近學校學生觀摩太陽能設備的重要參考。該系統有助加深學生們對太陽能理論的瞭解,並使學生有機會藉採集、分析電表資料瞭解太陽能如何輸送至輸配電路。

柯思斐德的納波木聖能學校

在柯思斐德(Coesfeld)的納波木聖能學校(Nepomucenum Gymasium)在1998年9月裝置太陽能發電機組。該系統除自太陽能學校計畫取得一部分的資助外,其他費用則是由柯思斐德地方政府和該校學生家長會合資,組裝設備的支撐部分則由學校10年級的學生負責,而整個模組更成為9年級和10年級的學生們選修課程的一部分。

太陽能發電模組選修課程包括:能源、能源產生、二極體(diodes)、半導體(semi-conductor)、系統最佳的發電位置、以及系統輸出電能等專門學科。學生可藉由此系統觀察並實驗系統發電的最佳位置,並記錄每日、每月、每年的輸出電量;除此之外,也可以學習如何使用太陽能來製造燃料電池所需的氫氣。

期待從基礎國教中紮根

台灣位於亞熱帶,長年日照時間長,若能妥善運用太陽能,不僅可降低對進口能源的依賴,符合國家利益,也可帶動永續綠色家園的國家發展政策。在使下一代也能積極參與太陽能的開發和使用,德國學校的太陽能計畫提供了將綠色能源落實於學校教學與學生參與的良好示範,值得成為台灣借鏡。(作者為本刊駐德國特約記者)


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