宮崎縣都城站是九州旅客鐵道公司(JR九州)日豐干線上的車站,曾是新大阪站發車的特快臥鋪列車“彗星”經停站。現在也是都城市的代表性車站,特快列車“霧島”及因豪華內飾獲得追捧的郵輪式列車“七星號”均在該站停車。
列車到站下車走到站臺上,就看到鐵軌兩旁鋪設的大量太陽能電池板。電池板周圍的圍欄上掛著寫有“都”“城”“太”“陽”“光”“發”“電”“所”八個大字的牌子。這就是輸出功率約為2MW的“都城光伏電站”(圖1)。
圖1:輸出功率約為2MW的“都城光伏電站”(攝影:日經BP社) |
以前,該站北側沿電車線有被稱為“都城派出”的車輛維護檢修基地。但10多年前停用,變成了閑置土地。乘固定價格收購制度(FIT)實施之機,JR九州調查了適合開展光伏發電的閑置土地,目光落到了都城站北側的約2.1萬m2土地上。除此再沒有其他集中于一處的大面積閑置土地,這里變成了JR九州集團唯一的一座百萬光伏電站。
設置京瓷、夏普和Siliken制造的電池板
太陽能電池板的最大輸出功率約為1.952MW,光伏逆變器(PCS)的額定輸出功率為1.75MW。建設和運營由集團公司九州電氣系統(福岡市)擔任。該公司在JR九州集團主要負責鐵道的電氣設備工程,也做過光伏發電系統的設置,其以都城光伏電站為契機,涉足了百萬光伏電站業務。
該發電站的特點是:設置了三家廠商的太陽能電池板,和用了山羊除草。都城站2014年設置了連接站臺的天橋和電梯,實現了無障礙通行。站在天橋上,百萬光伏電站可一覽無遺(圖2)。太陽能電池板分成三個區域設置。在圍欄圍住的發電站內,還可以看到幾頭山羊在悠閑地吃草(圖3)。
圖2:從天橋上看到的百萬瓦級光伏電站(攝影:日經BP社) | 圖3:在站臺上可以看到吃草的山羊(攝影:日經BP社) |
太陽能電池板分別采用了京瓷、夏普和西班牙Siliken的產品(圖4)。從三家公司采購電池板是為了分散故障等風險,而且,這是JR九州集團的第一座百萬光伏電站,采用多家廠商的電池板意在確認特性等,以便于今后的業務開展。
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圖4:太陽能電池板采用京瓷、夏普和西班牙Siliken公司的產品。照片上是Siliken的電池板(攝影:日經BP社) |
光伏逆變器(PCS)設置了7臺日新電機的250kW機型。其中4臺連接京瓷電池板,2臺連接夏普電池板,1臺連接Siliken電池板。
把吐噶喇山羊換成日本薩能奶山羊
關于除草措施,2013年3月光伏電站投入運轉后種植了三葉草。但“當年夏天就枯死了,采用家畜是作為替代方案討論的”,九州電氣系統營業部副部長上永喜代司坦白地說。
2014年3月首先租了5頭吐噶喇山羊,放養到了百萬光伏電站內。吐噶喇山羊的體重為20~30kg,是體型相對較小的家畜山羊,雌雄均有羊角。原產地為鹿兒島縣的吐噶喇列島,特點是繁殖能力強。盡管確認了有除草效果,但也見到過山羊跳到太陽能電池板上的樣子。
山羊容易跳到電池板上,是因為電池板較低部位離地只有50cm,而且設置角度為10度,比較平緩(圖5)。因為設計時原本沒想過利用山羊除草,而且建設用地屬未經申報批準不得挖掘施工的地塊。《土壤污染對策法》要求在工廠舊址等上進行開發時,必須申報。鐵路運營區就屬此類。因優先選擇了短期施工,所以采用基礎架臺一體型混凝土二次產品臺式基礎,未進行挖掘施工。這種產品由于減少了使用的混凝土量等原因,設置高度就相對降低了。
圖5:采用基礎架臺一體型臺式基礎(混凝土二次產品)。設置高度只有約50cm(攝影:日經BP社) |
于是,為了盡量減少電池板受損的風險,在引入山羊的第二年2015年3月,決定不再用吐噶喇山羊,而是在日本薩能奶山羊中選擇購買了5頭沒有角的品種放養(圖6)。日本薩能奶山羊是由瑞士原產的奶用家畜品種改良而成的適合日本水土的品種。體重達60~80kg,性情溫和,與人比較親近。有角無角均有,遺傳上無角為顯性遺傳。通過山羊種類的改變,再沒有跳上電池板的情況,沒有角的羊居多也降低了設備損壞的風險。
圖6:購買了5頭日本薩能奶山羊進行放養(攝影:日經BP社) |
除草有效 乘客也叫好
為放養山羊,設置了飲水處和小羊舍(圖7)。體型較小的山羊每天也要飲水1~2升,考慮到山羊不耐熱、不喜下雨及考慮到產羔而建了小。另外,還委托管理都城站周邊設備的管理者利用空閑時間定期確認山羊的情況,并在沒有草的冬季喂給飼料。
圖7:設置了山羊的飲水處和小羊圈(攝影:日經BP社) |
盡管對山羊的飼養環境考慮得如此周全,但只要是“生物”就避不開生死的問題。第一年放養的5頭吐噶喇山羊中有1頭死亡,2頭新生。第二年引進的5頭日本薩能奶山羊中也有1頭死亡,1頭新生。
關于放養山羊的目的——除草效果,上永副部長介紹說,“最初在發電站內自由放養時,沒有把雜草全部吃光,剩余很多”。而當用圍欄分片,把放養區域縮小后,基本就全部吃光了,除草效果提高了(圖8)。不過,“也有禾本科雜草等山羊不愛吃的植物,殘留的雜草作了人工割除”。
圖8:對發電站進行劃分,縮小放養區域,從而讓山羊吃光各處的雜草(攝影:日經BP社) |
JR九州鐵道事業本部電氣部課長山下大介說,“放養山羊不但取得了良好的除草效果,還得到了附近居民和車站乘客的好評,比用除草機環保等優點也可以拿來做宣傳”。從經停都城站的Cruise Train“七星號”的車窗經常可以看到山羊,乘客也說好。(日經BP清潔技術研究所:金子憲治)