六所村（Rokkasho）日本本州島北端的一個恬靜的小村莊，這個驗證計劃的第一步，就是要將這個小村莊與世隔絕起來，換句話說，這個村子的所有水電輸入都要被切斷。村子要依靠自身來獲取能源與自來水。

工程師們?yōu)檫@所村子建立了世界上第一個將風力發(fā)電機、大面積太陽能光伏電池組以及大容量電池存儲系統(tǒng)結(jié)合在一起的“智能聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)”。這套光伏與風電發(fā)電系統(tǒng)除了能供應村民日常所需用電之外，還能給純電動汽車和插電式的混合動力車充電。此外，設在村里的相關科技工程機構(gòu)的用電也依仗這套“智能聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)”。這一驗證計劃為期兩年，其目的是在成本、效率以及可靠性方面測試“智能聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)”的實際可行性。

這套“智能聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)”的樞紐是6個“智能屋”。配備不同的能源管理系統(tǒng)和自動測光裝置，測光裝置可以監(jiān)測光源的方向，以便隨時調(diào)整光伏電池板的太陽迎角，從而最大限度地將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。村?nèi)所有的照明系統(tǒng)全部采用LED光源，全村的照明用電負荷僅僅相當于一臺普通冰箱的用電量。此外，豐田在村子里還建立了8臺充電站，可供8輛電動汽車或可插電式混合動力汽車充電。

一直以來，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)都遵循一個原則，即“用多少電發(fā)多少電”，電力部門根據(jù)用電的負載的實時統(tǒng)計來調(diào)整發(fā)電量。如果用電量出現(xiàn)瞬時下跌，而電力部門來不及對發(fā)電量進行調(diào)整的話，那么在這個瞬時就會產(chǎn)生巨大的能源浪費，多余的電能會被揮霍掉。“電能無法儲存”在電力部門中是一個共識——因為以現(xiàn)在的科技力量，我們無法制造一個足夠大的蓄電池來滿足這種不實際的需求。

但是對于六所村這么一個小村莊而言，電能的儲存不但是可行的，而且是必需的。在六所村，多余的電能將被儲存在地板電池里，以備夜間和冬季取暖使用。為了在冬季保證電池的電離活性，防止電池容量出現(xiàn)低溫衰減現(xiàn)象，電池被設計在“智能屋”地板下比較深的恒溫地窖中。

除了太陽能光伏之外，日本全國都處在臺風區(qū)。在以前，臺風是災難，現(xiàn)在卻是一種相當理想的綠色能源。一般而言，臺風季節(jié)基本上看不見太陽，因此光伏電池不會發(fā)生太大作用，這個時候就要靠風力發(fā)電來滿足用電需求。因此，“夸父”計劃不是單單靠太陽能來打天下。[page]

每個“智能屋”都配備有TSC豐田智能中心（Toyota Smart Centre）管理系統(tǒng)，TSC實際上是一套智能的電力調(diào)度以及交易核算系統(tǒng)，如果某個“智能屋”用電量過大以至于入不敷出，該“智能屋”的配套TSC會自動向鄰居發(fā)出電力調(diào)度請求。接收到請求的“智能屋”，其TSC會根據(jù)自身的用電量、用電習慣以及電池中的電能儲量來計算是否擁有多余的電能可供對外調(diào)度。如果可行，各個“智能屋”之間的TSC將會根據(jù)當天即時發(fā)電量的多少，來討論商議出一個對外調(diào)度電能的收費標準——例如現(xiàn)在是艷陽高照或是狂風大作的季節(jié)，獲取電能相對容易，這時候?qū)ν庹{(diào)度電能收費就“便宜點”；而在既不刮風又無日照的陰天，由于電能轉(zhuǎn)化率低，這個時候若是有人上門要求“借電”，收費自然不菲。不過這些交易都是在瞬間自動完成的，房主可能并不知情，TSC要做的就是提醒房主，由于用電量過大，已經(jīng)向鄰居發(fā)出了調(diào)度申請，然后TSC會通過一個特殊的電子賬戶自動完成轉(zhuǎn)賬。如果賬戶上的資金用完，房主必須向賬戶充值才能讓TSC正常工作，否則TSC在需要的時候無法向鄰居申請用電調(diào)度。而對于對外售電的房主來說，如果自己節(jié)約用電有功，賬戶上賺取的電費在積累到一定數(shù)值后，會自動轉(zhuǎn)至房主指定的的銀行賬戶。通過這種方式，TSC可以充分調(diào)動起房主節(jié)約用電的意識。

另外，“智能屋”中還配備了冬季供暖系統(tǒng)，遍布地板和墻壁內(nèi)的太陽能和電能熱水管可在冬季讓屋內(nèi)溫暖如春。不過要達成這項要求，就意味著“智能屋”必須在隔熱保溫措施方面做到極致。最后，“夸父”計劃還可對用于監(jiān)測社區(qū)電力狀況的TSV豐田智能可視（Toyota Smart Vision）系統(tǒng)，HEMS家庭能量監(jiān)控系統(tǒng)（Home Energy Monitoring Systems），智能電話系統(tǒng)和新開發(fā)的車內(nèi)影音單元進行完整的測試。

由于地少人多，豐田的“夸父”計劃在日本本土暫時還只能以“社區(qū)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)驗證計劃”的面目出現(xiàn)，而對于設在英國德比郡的豐田英國公司Burnaston工廠來說，“夸父”計劃卻是實實在在存在的——在這里，豐田擁有自己的太陽能電站，這個電站是豐田公司和英國天然氣公司（British Gas）之間的合作項目。

這個光伏電站耗資超過1000萬英鎊，這筆錢由豐田公司支付，英國天然氣公司負責設計安裝。該計劃在2011年初獲得了德比郡地方規(guī)劃管理部門的批準，批準用地是一塊位于豐田Burnaston工廠邊上的低洼地塊。該地的地質(zhì)條件決定了在這塊地上無法修建廠房，就算將其開辟成停車場，平整起來也頗為費勁。總之，在英國人眼里，這是一塊沒有任何價值的土地。英國天然氣公司的安裝工作從2011年6月份開始，一個月后第一組光伏電池陣列投入使用。到2011年的年底，這個光伏電站將全面投入運行。

在相當于四個半足球場面積的90000平方米的規(guī)劃用地內(nèi)，17000塊太陽能光伏電池組成了這一壯觀的陣列；每一塊光伏電池板都有1.8平方米見方；整個光伏電站的理論裝機容量為4100千瓦，每年產(chǎn)出460萬千瓦時的電能；如果這些電能用于燒開水泡茶的話，這個電站每年可以讓豐田英國公司的員工泡1.5億杯茶；該電站投入運營的話，每年節(jié)省排放二氧化碳200萬噸?？雌饋砗芑Ｈ耸遣皇牵繉嶋H上該電站的發(fā)電能力還不到中國三峽水電站的千分之一；而且一旦陽光不足，其發(fā)電量還將受到直接影響。為了最大程度地將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，工程師測定了太陽在一年中的運動軌跡，讓光伏電池陣列排放方向和太陽的運動軌跡方向一致，但可惜的是這套電池陣列并沒有像日本本州島六所村的“社區(qū)智能聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)”那樣配備有自動測光調(diào)向裝置，換句話說，光伏電池板無法像向日葵那樣隨時調(diào)整采光迎角，這讓光伏電池板的發(fā)電效率大打折扣。據(jù)推測，工程師們之所以舍棄自動測光調(diào)向裝置，應該是成本限制所致。[page]

另外必須注意的是，這個環(huán)保綠色電站并不和英國電力系統(tǒng)并網(wǎng)，僅僅屬于豐田英國公司的“私家”電站，該電站所發(fā)電能直接供應豐田Burnaston工廠的Auris混合動力車和Avensis轎車兩條生產(chǎn)線，這些電能可保證兩條生產(chǎn)線每年生產(chǎn)7000輛左右的產(chǎn)品——其實這個數(shù)目相對于豐田公司的每年的出貨量來說是相當小的。因此，該電站并沒有像之前的“社區(qū)智能聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)”那樣配備有電能儲存系統(tǒng)，因為相對于巨大的生產(chǎn)用電需求來說，電站的發(fā)電量根本不可能產(chǎn)生剩余，工人上班的時候電站自動開工，日落之后工人下班，電站也自動關閉，其工況完全和工廠同步。

其實，這個光伏電站充其量是豐田豐田Burnaston工廠的補充能源方案，并非用來挑大梁。豐田Burnaston工廠的大部分用電依舊要倚仗英國電力公司，“夸父”計劃依然任重道遠。不過，我們從另一方面看，光伏電站似乎又具有相當大的前景和誘惑——有人質(zhì)疑光伏電站發(fā)電能力低下，但又有人反駁說，如果把三峽庫區(qū)蓄水后的水淹面積全部鋪上太陽能光伏電池板，其發(fā)電能力恐怕還在三峽水電站之上，而且不會對小氣候以及當?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境產(chǎn)生任何疑似不良影響——這種說法很有說服力。鋪設面積如此之大的太陽能超級電站，其建設費用卻不會比三峽水電站的建設費用多，而且建設速度更快，運營費用更是堪稱零成本……這一點恐怕很難予以反駁。

英國天然氣公司的工程師總結(jié)出光伏電站的優(yōu)點：第一，能讓有著充足光照的不毛之地發(fā)揮出客觀的經(jīng)濟效益；第二，建設工期快，其主要建設程序只有三項（搭架、光伏電池板安裝、聯(lián)網(wǎng)），無需移民修壩，無需看煤老板的臉色；第三，無論是建設還是運營，都不會對環(huán)境造成任何影響；第四，建造運營成本低廉，在中國，一個60萬千瓦裝機容量的火電站其建造費用和20年的運營費用至少需要50億英鎊，而60萬千瓦的光伏電站僅僅需要20億英鎊足矣，而且時間越長，光伏電站的運營成本還將進一步降低。

根據(jù)以上原則，我們不妨幻想一下，當石油和煤炭資源用盡之后，未來北非國家將成為全球富庶之地，不為別的，單單是撒哈拉沙漠的太陽能資源就能滿足全球用電需求。800萬平方公里的不毛之地，可以建設相當于8000萬個豐田Burnaston太陽能電站，實際裝機容量將超過3000億千瓦時，這個規(guī)模相當于5000個三峽水電站……而反觀中國境內(nèi)，單單是一個西藏就能讓國內(nèi)所有的火電廠以及水電站退休?；蛟S以上說法過于樂觀了，因為太陽能電站的真正軟肋在于不能全天候工作，哪怕在日照強烈的地區(qū)，夜晚總歸是有的。

在夜間，光伏電站無能為力，這就意味著我們的夜晚一片漆黑。于是又有科學家提出了“壓縮氣體”發(fā)電的設想，其方案很簡單，在白天用富余的光伏電力壓縮大量空氣儲存起來，然后在夜晚用這些高壓空氣推動傳統(tǒng)發(fā)電機組發(fā)電。根據(jù)這一設想發(fā)散思維，我們還能修建完全密封的落差水庫，利用白天富余的太陽能電力將下水庫的水抽到上水庫，晚上則利用兩個水庫之間的水位落差進行發(fā)電……盡管在這種變相的儲能過程中會損失一部分能量，但至少是可以接受的。

有時候，夢和現(xiàn)實僅僅一步之遙。

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