日本市原的鋁合金工廠以逆向思維將屋頂建成百萬光伏電站
千葉縣市原市海岸，石油、化學、機電等大型工廠林立。經營鋁合金窗等大廈和住宅用建材的FUJISASH的千葉事務所(千葉工廠)就在其中一角(圖1)。
圖1：FUJISASH的千葉工廠
從鋁的熔接到成型材料、擠壓成型、表面處理、窗框等的加工和組裝一條龍制造。
左下方的2棟倉庫和中央的鋁制造棟的一部分設置了太陽能電池板(攝影：FUJISASH)
這座工廠的廠房屋頂上設置了百萬光伏電站。
FUJISASH建設百萬光伏電站是為了“加固建筑和改建屋頂”，目的雖然與光伏發(fā)電沒有直接的關系，但卻成為了建設電站的一大因素。
自從泡沫經濟破滅后，因為需求減少，該公司一直在困境中掙扎。2008年的雷曼危機又雪上加霜。工廠等的設備投資因為資金不足，難免有一部分遭到擱置。
1965年建成的千葉工廠也是如此，雖然設想的運轉壽命為幾十年，但應對老化的投資卻只能一拖再拖。
后來，該公司的業(yè)績漸漸好轉，連續(xù)7年實現盈利。之前的債務也得以償還，時隔18年后，該公司在2015財年恢復了分紅。包括千葉工廠的老化對策在內，也具備了向工廠改造等進行投資的條件。
就在此時，日本實施了可再生能源固定價格收購制度(FIT)。該公司不禁產生了一個念頭：能不能靈活利用通過FIT獲得的光伏發(fā)電事業(yè)的收益，為千葉工廠等主力工廠改造屋頂、加固廠房?
將改建屋頂和建筑抗震加固打包租賃
要在工廠或建筑物屋頂設置太陽能電池板時，就要對耐荷載不足加以補足的屋頂改修等，會成為額外負擔。甚至有因此而放棄導入的情況。
對此，不二sash發(fā)揮了逆向思維：將無論如何也避免不了的改修和補強工程，與光伏發(fā)電系統(tǒng)的設置加在一起，作為一體化投資業(yè)務，從而將改修與補強的追加負擔最小化。
具體來說，就是簽訂包括屋頂和建筑的改建、加固和光伏發(fā)電系統(tǒng)的租賃協(xié)議，用售電收入來支付租金。O&M(運營及維護)也包含在租賃范圍之內。
按照計劃，售電收入基本上會高于租金，因此還有助于增加利潤。這個計劃不僅無需初期投資，就能解決建筑的改建、加固的難題，還能帶來新的收益來源，對于FUJISASH可謂好處多多。
在向多家企業(yè)征集的計劃方案中，FUJISASH最終選中了歐姆龍現場工程公司(東京都目黑區(qū))的方案。將EPC(設計、采購、施工)服務和O&M承包給了該公司。租賃方式中的融資由芙蓉綜合租賃負責。
FUJISASH在財報中公開了“售電+改建事業(yè)”的收支情況。2014財年(截至2015年3月)的售電收入為5200萬日元，售電費用(租金)為4400萬日元，2015財年(截至2016年3月)的售電收入為5100萬日元，租金為5000萬日元，一直保持盈利。
FUJISASH從2013年開始研究這一機制。首先敲定的應用對象，是千葉工廠已不使用，而作為倉庫租給物流公司的廠房(圖2)。
圖2：首先在作為倉庫出租的2棟設置
屋頂也進行了改建。在右下圖中，遠處是世界最大級別的室內型測試設施“幕墻測試中心”(攝影：FUJISASH)
這兩棟廠房不需要全面加固，只要稍加修繕，解決屋頂的漏雨即可。收購價格為36日元/kWh(不含稅)，輸出功率為1.376MW的光伏電站已于2014年3月開始售電。這是市原市第一座建在工廠和倉庫屋頂的光伏電站。
因為最初建設的光伏電站的發(fā)電量超過了預期，所以對于千葉工廠的其他廠房和工廠，該公司也考慮沿用相同的機制。
上游工序棟溫度高，不能鋪設電池板
千葉工廠鋁制造棟的發(fā)電系統(tǒng)，是以首先在倉庫建設的1.376MW光伏發(fā)電系統(tǒng)為基礎進行的“增設”，太陽能電池板的輸出功率為1.375MW(圖3)。整體的總輸出功率為2.751MW。
圖3：鋁制造棟也通過“增設”設置
在負責加工和組裝工序的部分設置(攝影：FUJISASH)
增設后功率調節(jié)器(PCS)的輸出功率為1.99MW，是高壓配電線的并網上限。逆變器采用東芝三菱電機產業(yè)系統(tǒng)(TMEIC)的產品。
不停運，不影響生產效率
出于維持業(yè)務運營的需要，很難讓千葉工廠的鋁材制造流程停止運轉。因此，在改建屋頂、加固建筑和設置光伏發(fā)電設備的時候需要采取相應措施，以防影響鋁材和加工產品的制造、供貨(圖4)。
圖4：鋁制造棟的加固
設置不能影響制造和供貨。在建筑外支柱(上)、內支柱間的垂直支撐(左下)、支柱腳部追加了加固材料(右下)(攝影：FUJISASH)
加固建筑采用的方式是在建筑外支柱(外框架)、內支柱之間的垂直支撐、內支柱的腳部追加加固材料。其中，加固內支柱頗費了一番工夫。
因擠壓成型后的鋁材長度約50m，加工和組裝工序使用的鋁材也長達約6m等，為了高效率處理這些長材料，鋁制造廠房很長。
在寬40m、長500m的狹長空間中，為了提高生產效率，內部沒有設置間壁等。一般來看，保持這樣的結構不變，追加抗震加固很難實現。
此次，FUJISASH通過將外框架、支柱間的垂直支撐，以及支柱腳部的加固材料加以合理組合，在維持生產效率的同時，使廠房加固也達到了所需的水平。
還考慮到了廠內的通行
需要考慮的因素不只是建筑內的生產工序。在寬敞的千葉工廠內，鋁材和產品的進出貨、施工人員和材料的進出非常頻繁(圖5)。
圖5：進出貨和施工相關的人員、貨物出入非常頻繁
通過協(xié)調安排，沒有影響工廠的整體生產安排。
圖像是作為倉庫出租的廠房。可以看到安裝了用來檢查光伏發(fā)電設備的簡易樓梯(攝影：日經BP社)
因此，改建屋頂和加固建筑、運入設置太陽能所需的資材和施工都要見縫插針地進行。按照建筑抗震加固、改建屋頂、設置太陽能的次序進行了施工。
根據工廠的整體日程安排，在周六周日工廠進出少的時候運入光伏發(fā)電設備，在工作日則根據工廠的運營情況施工。
負責EPC的歐姆龍現場工程公司也參加了協(xié)調抗震加固和屋頂改建日程的會議，實現了信息共享，從而使工廠運營所受的影響降到了最小。
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