迈向低碳城市:香港半透明太阳能窗户技术的用户感知与公众接受度研究

【字体: 时间:2025年07月01日 来源:Sustainable Energy Technologies and Assessments 7.1

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  本研究聚焦高密度城市建筑节能改造难题,香港科技大学团队通过混合研究方法(现场实验、能耗模拟及105人问卷调查)评估半透明光伏(STPV)窗户的综合性能。结果显示STPV在保持自然采光(8%光电效率)的同时,65%公众支持率,降电费(28.63%首要动机)与可持续性成为核心驱动力,但高成本与认知不足仍是主要障碍,为亚洲高密度城市BIPV技术推广提供实证依据。

  

在全球城市化与气候变化的双重压力下,建筑领域贡献了香港60%的碳排放和90%的电力消耗,而传统玻璃幕墙更是能源浪费的"重灾区"。如何让摩天大楼的"透明外衣"变身"发电站",成为高密度城市碳中和的关键突破口。半透明光伏(STPV)窗户技术应运而生——这种能发电的玻璃既能透光又能发电,理论上堪称完美解决方案。但现实困境在于:实验室里的性能数据能否经得起真实环境的考验?习惯了通透视野的都市人能否接受这种"带色滤镜"的窗户?香港科技大学的研究团队在《Sustainable Energy Technologies and Assessments》发表的研究,首次从技术性能、用户体验和社会接受度三维度揭开了STPV技术落地应用的密码。

研究团队采用"三步走"策略:先在1:1住宅模型中安装STPV原型,对36名参与者进行生理心理评估;再用DesignBuilder软件模拟20年能耗;最后通过双语问卷收集105份公众反馈。这种"实验室-计算机-街头"的全链条研究设计,确保了数据既具技术严谨性又贴近现实需求。

电气性能章节揭示STPV的"发电天赋":在50-417 W/m2太阳辐射下,光电转换效率稳定在8%,峰值功率达17W。更令人惊喜的是,光学性能测试显示其透光率与自然光相差无几,成功打破"光伏玻璃必昏暗"的刻板印象。

用户舒适度研究则充满人文关怀:通过瞳孔变化监测和问卷调查发现,STPV房间的视觉舒适度评分与传统窗户无显著差异,但色温偏暖的特性可能影响长时间阅读体验。这种"鱼与熊掌"的微妙平衡,为后续产品优化指明方向。

公众接受度调查呈现戏剧性反差:虽然65%受访者支持安装STPV,但仅12%愿意承担高于传统玻璃30%的溢价。动机分析显示"降低电费"(28.63%)和"环保贡献"(25.41%)是最强驱动力,而"缺乏政府补贴"成为最大阻碍。这提示政策制定者:香港现行的4港元/千瓦时上网电价补贴(FiT)可能仍需加码。

讨论部分犀利指出三个"认知鸿沟":技术层面,真空复合STPV比普通双层玻璃节能44.1-47.5%的数据鲜为人知;经济层面,公众低估了20年生命周期内的电费节省潜力;政策层面,82%受访者完全不了解现有补贴政策。这些发现直接解释了为何STPV技术"叫好不叫座"。

这项研究的里程碑意义在于,首次将STPV技术从工程师的图纸带入市民的日常生活语境。它证明技术瓶颈已非主要障碍,真正的挑战在于构建"政策-市场-公众认知"的黄金三角。正如作者Wanting Wang和Changying Xiang强调的,当光伏窗户的绿色价值能被电费账单直观量化,当政府补贴信息能像奶茶广告般触达街头巷尾,高密度城市的"玻璃革命"才能真正到来。对于正在制定2050碳中和路线图的亚洲都市而言,这项研究提供了难得的"技术可行性"与"社会可接受性"双坐标定位。

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