日本是世界上主要能源消耗大國，多年來(lái)一直積極開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能，太陽(yáng)能技術(shù)已是日本國家發(fā)展政策中重要的一環(huán)。日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省，于1993年，開(kāi)始實(shí)施“新陽(yáng)光工程”，努力建立日本太陽(yáng)能光伏市場(chǎng)。

通過(guò)一系列的政府資助和相關(guān)研究、開(kāi)發(fā)、示范和部署，日本在太陽(yáng)能制造技術(shù)上和降低成本方面，取得了長(cháng)足的進(jìn)步。

據統計，太陽(yáng)能產(chǎn)品，在日本的市場(chǎng)占有率，已達到30％，僅次于德國的39％。

作為世界第二大太陽(yáng)能光伏市場(chǎng)，日本政府一直在政策上對普及家庭使用太陽(yáng)能電池給予援助。自1994年開(kāi)始，發(fā)放90萬(wàn)日元/KW的補助金，金額接近太陽(yáng)能光伏系統價(jià)格的一半。此項補貼制度，在2005年，隨著(zhù)日本國內經(jīng)濟形勢的發(fā)展，曾經(jīng)被中止過(guò)，但是，從2009年起，日本政府又再次恢復了面向家庭用途的太陽(yáng)能發(fā)電補助制度。7萬(wàn)日元/KW的補助，相當于太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統價(jià)格的一成。

2012年，日本家庭太陽(yáng)能發(fā)電，公共電網(wǎng)收購價(jià)格為42日元/kwh，相較同期德國小型太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統的收購價(jià)17.9歐分/kwh（大約合22日元/kwh）有點(diǎn)高。

風(fēng)能和太陽(yáng)能，相較核能，安全系數更大。盡管太陽(yáng)能設備制造成本，目前仍然很高，風(fēng)電，則受制于電網(wǎng)的架設和傳送，但是兩大能源的發(fā)展，必將加速。

一、太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統安裝現場(chǎng)的外觀(guān)

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統在日本家庭中的應用一瞥

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統在日本家庭中的應用一瞥

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統在日本家庭中的應用一瞥

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統在日本家庭中的應用一瞥

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統在日本家庭中的應用一瞥

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統在日本家庭中的應用一瞥

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統在日本家庭中的應用一瞥

二、太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統部分示意圖

住宅用太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統構造組成示意圖

下面這段關(guān)于太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統中的“逆變器”的補充內容，來(lái)自“日本經(jīng)濟能源環(huán)境網(wǎng)”2013年07月11日：

據【日經(jīng)BP社報道】日本三菱電機公司，將于2013年07月30日，上市針對日本國內住宅太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統的逆變器。該產(chǎn)品可設置于建筑外墻等室外空間，輸出功率為5.5千瓦，可應對發(fā)電系統的大容量化，能夠削減安裝10千瓦以上系統時(shí)所需的費用。電力轉換效率，在可室外設置產(chǎn)品中，達到了業(yè)內水平。

電源調節器（即，逆變器）的作用，是將太陽(yáng)能電池模塊所發(fā)的直流電轉變?yōu)榭晒┘彝ナ褂玫慕涣麟?。三菱電機目前在銷(xiāo)售1.8千瓦和4.0千瓦兩種型號的可室外設置產(chǎn)品，此次又新增加了5.5千瓦款。對于日本可再生能源電力固定價(jià)格收購制度全量收購對象的10千瓦以上系統，使用5.5千瓦型號的逆變器更為有利。

例如，在使用由50枚220瓦模塊（即，50塊太陽(yáng)能電池板，每塊220瓦）構成的11千瓦系統時(shí)，此前需要使用3臺4.0千瓦的電力調節器，但是如果采用5.5千瓦款，用2臺即可構筑系統，從而降低采用成本，同時(shí)，還可使施工更為省時(shí)省力。5.5千瓦款產(chǎn)品的寬度與4.0千瓦款相同，即使組合設置多臺也不會(huì )影響外墻的設計性。

對于新產(chǎn)品，三菱電機通過(guò)采用名為“等級控制逆變器方式”的自主技術(shù)，使其實(shí)現了96.0％的電力轉換效率。并通過(guò)電壓不同的3個(gè)逆變器減小了電力損失。而且，還內置有切換并網(wǎng)運行、停運及自主運轉的開(kāi)關(guān)，無(wú)需使用發(fā)電量監視器及遠程操作遙控器。三菱電機是為滿(mǎn)足高輸出功率及高效率的市場(chǎng)需求而投入該產(chǎn)品。價(jià)格為63萬(wàn)日元（大約合2016年的3.7萬(wàn)人民幣）。

住宅用太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統示意圖

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統構成示意圖

家用太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統構成示意圖

燃料電池 + 太陽(yáng)能發(fā)電 + 蓄電池，綜合系統示意圖

關(guān)于什么是燃料電池？

燃料電池(Fuel Cell)，是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能，直接轉化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣，分別送進(jìn)燃料電池，電就被生產(chǎn)出來(lái)。

燃料電池(Fuel Cell)，從外表上看，有正極負極和電解質(zhì)等，像是一個(gè)蓄電池，但是，燃料電池(Fuel Cell)并不能“儲電”，僅是一個(gè)“發(fā)電廠(chǎng)”。燃料電池(Fuel Cell)，需要電極和電解質(zhì)，以及氧化還原反應，才能發(fā)電。

據2014年02月19日美國物理學(xué)家組織網(wǎng)網(wǎng)站報道，美國科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種直接以生物質(zhì)為原料的低溫燃料電池。這種燃料電池，只需借助太陽(yáng)能或者廢熱，就能將稻草、鋸末、藻類(lèi)，甚至有機肥料，轉化為電能，能量密度，比基于纖維素的微生物燃料電池，高出近100倍。

由于燃料電池能將燃料的化學(xué)能直接轉化為電能，因此，燃料電池沒(méi)有像通常的火力發(fā)電機那樣通過(guò)鍋爐、汽輪機、發(fā)電機的能量形態(tài)變化，可以避免中間的轉換的損失，達到很高的發(fā)電效率。

燃料電池的發(fā)展創(chuàng )新，將如百年前內燃機技術(shù)突破，取代人力，造成工業(yè)革命，也像電腦的發(fā)明普及，取代人力的運算、繪圖，以及文字處理的電腦革命，又如網(wǎng)絡(luò )通訊的發(fā)展，改變了人們生活習慣的信息革命。

燃料電池的高效率、無(wú)污染、建設周期短、易維護以及低成本的潛能，將引爆21世紀新能源與環(huán)保的綠色革命。如今，在北美、日本和歐洲，燃料電池發(fā)電，正以急起直追的勢頭快步進(jìn)入工業(yè)化規模應用的階段，將成為21世紀繼火電、水電、核電后的第四代發(fā)電方式。

小型蓄電系統 + 家庭能源管理系統HEMS

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統 + 蓄電池 + 電動(dòng)汽車(chē)，綜合應用示意圖

下面這段關(guān)于“家庭能源管理系統HEMS”的補充內容，來(lái)自“日本日立公司中國網(wǎng)站”2013年：

家庭能源管理系統HEMS (Home Energy Management System)

能住宅設想的總體結構圖

除家用電器之外，家庭能源管理系統(HEMS)，還能與能源機器、住宅設備儀器、EV（電動(dòng)汽車(chē)）、家庭網(wǎng)關(guān)、電表相連接，實(shí)現對家庭的能源管理。此外，家庭能源管理系統(HEMS)，還可以連接室外的電力系統、信息系統以及附近的社區網(wǎng)絡(luò )。

家庭能源管理系統(HEMS)，是一種能夠兼顧家庭節能與舒適生活的能源管理系統。

家庭能源管理系統(HEMS)，能夠利用天氣信息與傳感器找到多余的能耗源，并通過(guò)對家用電器的控制，達到節約能耗的目的。另外，在家用能源機器的使用上，當太陽(yáng)能電池板的發(fā)電量出現剩余時(shí)，該系統可以指示熱泵熱水器燒熱水，或者指示洗衣機、脫水機開(kāi)始工作，從而實(shí)現對電力的有效利用。

當易受天氣等因素影響的天然能源越來(lái)越多地應用于發(fā)電領(lǐng)域之后，為了確保電力供應的穩 定，勢必需要安裝蓄電池，以便在節約能源的同時(shí)，最.大程度地保證生活的舒適性。

家庭能源管理系統(HEMS)，采用“可視化”設計，能夠及時(shí)掌握家庭的用電情況，除了能讓用戶(hù)通過(guò)家里的電視或者顯示器簡(jiǎn)單地了解自家的用電信息之外，還能通過(guò)對于能源消耗的統一管理，根據用戶(hù)的行為習慣和天氣信息，向用戶(hù)提出高效用電的可行性建議。

小型蓄電系統和云計算家庭能源管理系統(HEMS)的構成

三、太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統接線(xiàn)箱內部

（耦合系統斷路器）

四、日本家用太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統

安裝實(shí)例

電源監控器（PV-DR006K）

逆變器 / 電源調節器 / 電力轉換器（PV-PN55G）

屋面太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統安裝實(shí)例

屋面太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統安裝實(shí)例

屋面太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統安裝實(shí)例

屋面太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統安裝實(shí)例

屋面太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統安裝實(shí)例

屋面太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統安裝實(shí)例

屋面太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統安裝實(shí)例

屋面太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統安裝實(shí)例

屋面太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統安裝實(shí)例

屋面太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統安裝實(shí)例

屋面太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統安裝實(shí)例

屋頂太陽(yáng)能發(fā)電系統室內控制面板

各種能源設備（太陽(yáng)能發(fā)電系統、熱水器等）觸控屏

Panasonic（日本知名企業(yè)松下）生產(chǎn)的冷媒熱泵式電氣熱水器

日本全電化住宅，即住宅內部，不使用燃氣，全部是使用電力。比如，使用電磁感應發(fā)熱IH電磁灶等。