在上海松江的一個(gè)獨(dú)棟別墅小區(qū)里，不少住宅屋頂都裝著光伏板。其中的一棟住宅門(mén)口掛著“上海電力大學(xué)太陽(yáng)能研究所實(shí)驗(yàn)基地”的牌子，這里便是中國(guó)家用光伏安裝第一人——趙春江教授的家。2025年6月，明日之路探訪(fǎng)了這幢可能代表著10年后家用微電網(wǎng)模式的住宅，聽(tīng)趙春江講述了他近20年的家用光伏實(shí)驗(yàn)，以及他被太陽(yáng)能改變一生的故事。

45年前，初遇太陽(yáng)能

作為“新三屆”大學(xué)生，趙春江在昆明理工大學(xué)讀書(shū)時(shí)，第一次體驗(yàn)了太陽(yáng)能熱水器。

“太陽(yáng)能熱水沖在身上挺舒服的，從那時(shí)開(kāi)始對(duì)太陽(yáng)能感興趣的?！?/p>

他想起小時(shí)候看的《十萬(wàn)個(gè)為什么》，當(dāng)讀到石油和煤炭的介紹時(shí)，他產(chǎn)生了好奇，要是化石燃料都用完了怎么辦？相比之下，太陽(yáng)能是取之不竭的能源。

趙春江教授介紹自己的家用光伏實(shí)驗(yàn)。微紀(jì)錄片《當(dāng)陽(yáng)光照進(jìn)社區(qū)》劇照

大學(xué)畢業(yè)后，趙春江被分配到了上海寶鋼。一次去圖書(shū)館查資料時(shí)，他看到一位日本教授的太陽(yáng)能研究論文。他日語(yǔ)很好，就大膽給教授寫(xiě)了封信。那個(gè)年代，出國(guó)留學(xué)并不容易，日本教授幫他申請(qǐng)到了簽證。

1992年，趙春江開(kāi)始去日本學(xué)習(xí)太陽(yáng)能的應(yīng)用。博士畢業(yè)后，他在當(dāng)時(shí)全球生產(chǎn)太陽(yáng)能產(chǎn)品最大的企業(yè)——京瓷工作了一段時(shí)間。趙春江回憶，上海親戚告訴他，當(dāng)時(shí)他在日本一年的工資可以在上海莘莊買(mǎi)4套房子。

然而工資高，也意味著工作壓力大。2000年，趙春江回到了上海，擔(dān)任上海交通大學(xué)太陽(yáng)能研究所副所長(zhǎng)。校長(zhǎng)給了他100萬(wàn)研究資金，他做出了國(guó)內(nèi)第一個(gè)建筑一體化的太陽(yáng)能發(fā)電電池板。那一年，尚德太陽(yáng)能電力有限公司在江蘇無(wú)錫創(chuàng)辦，中國(guó)的太陽(yáng)能市場(chǎng)開(kāi)始急劇增長(zhǎng)。

2004年，在世界自然基金會(huì)、上海市經(jīng)委支持下，在上海交通大學(xué)舉行了一場(chǎng)“上海10萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)能光伏屋頂計(jì)劃預(yù)可研報(bào)告起草及調(diào)研會(huì)”。然而，當(dāng)時(shí)的光伏系統(tǒng)建設(shè)成本過(guò)高，1kW建設(shè)成本高達(dá)6萬(wàn)元，遠(yuǎn)超于普通民眾的負(fù)擔(dān)能力。這個(gè)計(jì)劃最終不了了之。

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播客｜他的家實(shí)現(xiàn)用電自由近20年，如今是微電網(wǎng)樣板間（明日之路Vol.85）

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近20年的家用光伏實(shí)驗(yàn)

實(shí)際上，上海的“10萬(wàn)太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃”正是趙春江和幾個(gè)專(zhuān)家一起提出的，雖然計(jì)劃擱淺了，但趙春江沒(méi)有放棄家用光伏這條路，他在家里開(kāi)啟了近20年的家用光伏實(shí)驗(yàn)。

“當(dāng)時(shí)還是很貴的，第一個(gè)吃螃蟹的人就讓我來(lái)做吧！”

2006年，住在樓頂?shù)内w春江在12樓屋頂裝了一套3kW的光伏，花了差不多14萬(wàn)。后來(lái)，陸續(xù)有100多家媒體來(lái)采訪(fǎng)，趙春江成了中國(guó)家用光伏第一人，媒體稱(chēng)他的家為“一個(gè)人的發(fā)電廠”。

盡管，2005年上海就出臺(tái)了《上海市綠色電力認(rèn)購(gòu)營(yíng)銷(xiāo)試行辦法》，鼓勵(lì)單位和個(gè)人自愿認(rèn)購(gòu)綠色電力。但是作為吃螃蟹的人，趙春江不僅沒(méi)賺到錢(qián)，還要多交電費(fèi)，因?yàn)楫?dāng)時(shí)只有單相脈沖電表記錄用戶(hù)用電量。也就是說(shuō)，發(fā)的電都被算成了用的電。后來(lái)，上海市電力公司專(zhuān)程上門(mén)為他家更換了全上海第一只智能雙向電表。

2013年，央視財(cái)經(jīng)頻道曾報(bào)道過(guò)趙教授的家庭電站，6年發(fā)電近兩萬(wàn)度。新聞截圖

趙春江一時(shí)間成了小區(qū)的紅人，甚至有鄰居來(lái)找他，也想裝一套光伏。不過(guò)，他勸鄰居再等等，因?yàn)楫?dāng)時(shí)的價(jià)格太高了。2006年，裝1kW光伏差不多要5萬(wàn)元。近20年后的今天，裝1kW光伏只要3000多元。

有鄰居向往趙春江的實(shí)驗(yàn)，也有鄰居站出來(lái)反對(duì)。一位鄰居指出，屋頂是大家的，怎么就讓你一個(gè)人裝？物業(yè)幫趙春江說(shuō)話(huà)，趙春江也表示，“你要裝也可以，我?guī)湍阊b”。

然而，這個(gè)小沖突正是城市社區(qū)安裝光伏面臨的主要問(wèn)題之一，屋頂是整幢樓全體業(yè)主共有的財(cái)產(chǎn)，誰(shuí)有使用權(quán)？如何協(xié)調(diào)大家的利益？如何達(dá)成共識(shí)？類(lèi)似的沖突在社區(qū)更新中并不少見(jiàn)，比如加裝電梯。

趙春江教授居住的小區(qū)里有20多戶(hù)裝了屋頂光伏。Google earth 截圖

為了能繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)，2011年，趙春江賣(mài)掉了外灘的觀景房，在上海松江買(mǎi)了一幢獨(dú)棟別墅，擁有了只屬于自己的屋頂，而且也沒(méi)有12樓那么高那么危險(xiǎn)了。如今在這個(gè)小區(qū)里，在趙春江的影響下，20多幢住宅屋頂都裝了光伏。

趙春江說(shuō)，這20年里，受他的影響而安裝光伏的人數(shù)不勝數(shù)。最近，一個(gè)在南通開(kāi)廠的親戚給他講，工廠安裝的光伏效果很好，預(yù)計(jì)4年能收回成本。

10年后的未來(lái)之家

如果說(shuō)20年前的實(shí)驗(yàn)代表著家用光伏的初代探索，那么，趙春江如今的家則讓我們看到了10年后家庭能源自給自足供給的樣板間。這里可以不使用燃?xì)?，所有的日常能源消耗都可以用電，而且不用花錢(qián)。

這幢獨(dú)棟別墅一共裝了8kW的光伏，其中4kW是并網(wǎng)發(fā)電，用不完的電可以賣(mài)給電力公司，每年都會(huì)收到一些費(fèi)用，完全不用交電費(fèi)；剩下的4kW則是一個(gè)趙春江自己設(shè)計(jì)和安裝的微電網(wǎng)系統(tǒng)。

他算了下，2024年6月1日到2025年6月1日期間，這棟住宅用了近5000度電，其中4000度電來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電。相比于傳統(tǒng)的并網(wǎng)發(fā)電，微電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)是可以把多余的電儲(chǔ)存起來(lái)，更大限度地利用太陽(yáng)能。

趙春江教授家的微電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備。微紀(jì)錄片《當(dāng)陽(yáng)光照進(jìn)社區(qū)》劇照

對(duì)于不用交電費(fèi)這件事，趙春江的太太是非常滿(mǎn)意的，她也順應(yīng)著太陽(yáng)能發(fā)電規(guī)律，更高效地用電。太陽(yáng)好的時(shí)候，家里就多用各種電器，陰天的時(shí)候，就省著點(diǎn)用。

有趣的是，家里的電動(dòng)車(chē)也可以利用微電網(wǎng)充電。趙春江指出，電動(dòng)車(chē)是一個(gè)移動(dòng)式儲(chǔ)能系統(tǒng)，當(dāng)家里沒(méi)電時(shí)，電動(dòng)車(chē)可以倒充電給蓄電池，供住宅使用。實(shí)際上，2024年海南摩羯臺(tái)風(fēng)時(shí)，就有人把電動(dòng)車(chē)當(dāng)大型“充電寶”使用，解電力中斷時(shí)的燃眉之急。

今年8月22日，江蘇省正式明確了新能源汽車(chē)參與車(chē)網(wǎng)互動(dòng)放電價(jià)格機(jī)制。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，新能源車(chē)可以幫車(chē)主賺錢(qián)了，在谷價(jià)時(shí)充電，在峰價(jià)時(shí)當(dāng)作“充電寶”給電網(wǎng)放電，賺取電差價(jià)，一度電能賺0.85元。

趙春江教授的電車(chē)是移動(dòng)式儲(chǔ)能系統(tǒng)。微紀(jì)錄片《當(dāng)陽(yáng)光照進(jìn)社區(qū)》劇照

更讓人安心的是，趙春江家里的這套微電網(wǎng)系統(tǒng)是獨(dú)立于電網(wǎng)的。之前有一次，小區(qū)的電纜被挖斷了，鄰居家都停電了，只有趙春江家里一切如常。這正是在氣候變化背景下，若遇到極端天氣導(dǎo)致斷電，分布式可再生能源可以作為應(yīng)急能源的例證。

在趙春江的工作間里，擺放著各種記錄數(shù)據(jù)的設(shè)備，這里有一個(gè)市面上見(jiàn)不到的直流電空調(diào)，這個(gè)空調(diào)是企業(yè)送給他做實(shí)驗(yàn)的。他對(duì)空調(diào)做了一些改裝，可以在日本進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，當(dāng)太陽(yáng)能發(fā)電過(guò)多用不完時(shí)，他就打開(kāi)這個(gè)空調(diào)給房間降降溫。

趙春江解釋道，交流電和直流電之爭(zhēng)，曾經(jīng)是愛(ài)迪生和特斯拉之爭(zhēng)，如今也代表了化石能源和可再生能源之爭(zhēng)。

趙春江教授工作間里的直流電空調(diào)。圖 Jing

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，化石能源發(fā)的電通常為交流電，而可再生能源（如光伏）發(fā)的電為直流電。在日常生活中，雖然主電源是交流電，但是很多電器是直流電，比如電視機(jī)、電腦、手機(jī)、電動(dòng)車(chē)等，而交流電和直流電之間的每一次轉(zhuǎn)換都伴隨著能量的損耗。

最簡(jiǎn)單的例子就是手機(jī)充電器，那個(gè)方塊實(shí)際上就是電源適配器，把電源的交流電轉(zhuǎn)換成手機(jī)的直流電。當(dāng)手機(jī)充電器發(fā)熱時(shí)，就代表著能量的損耗。趙春江認(rèn)為，隨著可再生能源應(yīng)用的推廣，未來(lái)會(huì)有更多的直流電電器出現(xiàn)。

從獨(dú)棟住宅走向社區(qū)？

作為研究了太陽(yáng)能一輩子的技術(shù)人員，趙春江堅(jiān)信，太陽(yáng)能光伏發(fā)電會(huì)成為未來(lái)的主流能源。然而從獨(dú)棟住宅到社區(qū)應(yīng)用，仍然有很多障礙需要克服。作為上海梅隴三村新能源系統(tǒng)提升項(xiàng)目的技術(shù)指導(dǎo)，趙春江對(duì)社區(qū)可再生能源的應(yīng)用提出了一些獨(dú)特見(jiàn)解。

首先，在城市推廣光伏發(fā)電技術(shù)，必須注意光伏安裝場(chǎng)所周?chē)袩o(wú)高層建筑和林木對(duì)陽(yáng)光的遮擋，光伏板無(wú)論平鋪、垂直安裝、甚至面北安裝都可以發(fā)電，但發(fā)電效率千差萬(wàn)別。上海地區(qū)最好的安裝態(tài)勢(shì)是光伏板以20度的傾角面朝正南，既能保持最大的發(fā)電效果，又能維持自潔作用，免于清洗。

上海第一批低碳社區(qū)——梅隴三村。微紀(jì)錄片《當(dāng)陽(yáng)光照進(jìn)社區(qū)》劇照

其次，對(duì)社區(qū)應(yīng)用可再生能源既要立法，又要出臺(tái)一些激勵(lì)政策，并進(jìn)行多樣化的宣傳，讓綠色能源的應(yīng)用融入到廣大市民的自覺(jué)行動(dòng)中。

在日本工作生活多年的趙春江熟悉日本的太陽(yáng)能政策。早在1994年，日本的交通路牌已經(jīng)開(kāi)始嘗試應(yīng)用太陽(yáng)能電池板。同一年，日本政府開(kāi)始對(duì)家庭光伏發(fā)電給予補(bǔ)貼。2011年的311大地震后，日本推出固定電價(jià)收購(gòu)政策（FIT政策），以保證可再生能源的投資項(xiàng)目能有穩(wěn)定的收入，用固定價(jià)格收購(gòu)可再生能源電力，通常長(zhǎng)達(dá)10-20年。

今年開(kāi)始，日本政府開(kāi)始加大光伏及儲(chǔ)能的推廣力度。2025年開(kāi)始，日本把安裝光伏發(fā)電列入公民的義務(wù)。日本國(guó)土交通省要求從2027年開(kāi)始，新建個(gè)體住宅時(shí)，87.5%的住宅要安裝光伏板。此外，日本政府對(duì)家庭裝蓄電池提供30-50%的補(bǔ)貼，東京都的補(bǔ)貼則高達(dá)85%。

趙教授介紹20年家庭光伏發(fā)電實(shí)驗(yàn)收集的數(shù)據(jù)。微紀(jì)錄片《當(dāng)陽(yáng)光照進(jìn)社區(qū)》劇照

趙春江指出，這一系列政策的重點(diǎn)在于，政策的實(shí)施對(duì)象是建筑商，而不是普通居民，無(wú)形中降低了家用光伏終端用戶(hù)的使用門(mén)檻，把專(zhuān)業(yè)的事情交給專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)來(lái)做。

作為建筑商，一開(kāi)始就把太陽(yáng)能發(fā)電和建筑屋頂結(jié)合起來(lái)，一步到位。對(duì)于不達(dá)標(biāo)的建筑商，會(huì)有處罰并公之于眾。這就促使建筑商努力做出更好的家用光伏產(chǎn)品，進(jìn)而更好地推動(dòng)光伏市場(chǎng)的發(fā)展。

最后，趙春江認(rèn)為，隨著氫能技術(shù)和人工智能技術(shù)的快速發(fā)展以及應(yīng)用成本的逐年下降，10年后，光儲(chǔ)氫協(xié)同的零碳微電網(wǎng)有可能成為主流，建筑光伏全覆蓋 AI自主管理的智能微電網(wǎng)將會(huì)走進(jìn)各個(gè)社區(qū)，實(shí)現(xiàn)社區(qū)綠電化。

趙教授家是不折不扣的家用光伏實(shí)驗(yàn)基地。微紀(jì)錄片《當(dāng)陽(yáng)光照進(jìn)社區(qū)》劇照

當(dāng)下，歐洲正在轉(zhuǎn)型中。俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)引發(fā)的歐洲能源危機(jī)加速了能源多樣化的轉(zhuǎn)型，太陽(yáng)能和儲(chǔ)能成為歐洲能源自主化的重要解決方案。去年和今年光伏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件在歐洲的出貨情況都很好就說(shuō)明了這一點(diǎn)。

趙春江認(rèn)為，歐洲正從單一光伏轉(zhuǎn)向“光儲(chǔ)微網(wǎng)”一體化，未來(lái)10年家庭微電網(wǎng)可能像今天的屋頂光伏一樣普遍?？稍偕茉磻?yīng)用將呈現(xiàn)分布式主導(dǎo)、多能互補(bǔ)、智能管理三大特征，最終實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立與碳中和目標(biāo)。

為什么還要10年？

趙春江說(shuō)，就像他當(dāng)年裝第一套中國(guó)家用光伏一樣，他家的微電網(wǎng)系統(tǒng)還需要一個(gè)發(fā)展的過(guò)程，一個(gè)成本下降的過(guò)程。他認(rèn)為，按照社會(huì)和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)講，再過(guò)10年，微電網(wǎng)就可以走進(jìn)尋常百姓家了。

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