經過上一篇四種方案優點與限制,及思考策略的分享,接下來由太陽能事業處產品應用經理劉良延介紹 太陽能系統 的架構及案例解說。
從零開始解釋 太陽能系統
何謂太陽能系統?簡單來說,整體系統可以分為三個部分做介紹,第一部分為太陽能模組(也就是太陽能板),常見應用可分為地面式太陽能、屋頂型太陽能及水面型太陽能;太陽能板接收陽光後會形成直流電,須經由變流器(Inverter)轉換為交流電,此為系統的第二部分。
第三部分則將交流電匯入電網,而這個部分又可以分為兩種情況:其一為廠辦自發自用,根據條例的規定,此種方法製造之電力只能做為義務量之消耗,無法進一步躉售;第二種則為全額或餘額躉售,此種狀況雖不列入用電大戶條款計算,但可將電力與台電電網併聯。
太陽能板如何發揮最大效益?最大功率點追蹤方法
劉良延形容,太陽能模組就像電池,然而其原理又與隨處可見的電池不太一樣。太陽能模組並非定電壓源,而是較為特殊的「壓控電流源」,需要控制其電壓,以產生相應的電流值,因為電池傳輸的效率會隨日照情形的變化做改變。
為了控制電壓,需要做最大功率點追蹤(Maximum power point tracking,MPPT)。目前不管是學界或是業界,最常使用的是擾動觀察法(Perturb and observe),控制器會小幅的增加或減少電壓,並且量測其功率,整個追蹤的過程就像在爬山,當功率對電壓的曲線(IV and PV curves)未達峰值,電壓就會不斷上升,反之,若超過峰值,電壓就會下降。這樣的過程能使太陽能板發揮最大效益。
設計新趨勢 組串式變流器
就像先前做的解釋,變流器(Inverter)的作用在於使直流電轉換為交流電。而變流器的設計趨勢也從集中式(Central)轉變為組串式(String),許多國外大型案場皆採用後者的設計。與集中式比較,組串式變流器的優點包含:體積小、重量輕,能使案場設計較為靈活;維運技術門檻低,以機換機即可;建置費用較低,能節省成本:且MPPT數量提升,於多面向形式的案場發電表現更佳。
台達生產的太陽能變流器包含三種應用類型,戶用型、工商屋頂型,以及大型電站型,並且對不同的應用,提供多種輸出容量的機型,能針對客戶案場規劃需求推薦適合的機種。而本次研討會的重點,屋頂型太陽能系統有多種好處,除了能夠節能減碳,達到政府的再生能源比例要求,還能有效降低室內溫度、延長屋頂使用年限並活化閒置的屋頂,對於提升企業形象亦有幫助。
選擇 太陽能系統 設備需要考量哪些面向?
在選擇太陽能設備的時候,需要考量哪些面向?首先,如果廠辦空間有限,可選擇單機容量較大的變流器;若擔心太陽能系統維運困難,可選擇操作簡易、可遠端館管理,或具備組串電流監控功能的變流器;如果廠辦的屋頂外觀較為崎嶇,則可選擇具備多組MPPT的變流器。
而台達的M70A_260太陽能變流器能符合以上的所有考量,此機型包含6組MPPT設計,能最佳化案場發電量與收益,其他優點包含:它有高可靠度與耐用性,採用的是無熔絲設計、固態與薄膜電容,較傳統鋁質電解電容壽命長,具耐候型變流器設計,在風吹雨打中依然能穩定運行。安裝維運亦十分便利,涵蓋了電弧偵測、組串電流監控與IV曲線掃描功能;同時還提供快速併網工具,能簡化安裝過程。
目前台達已在世界各地,含歐洲、非洲及中國、印度、泰國等國家裝置了太陽能系統,且案場類型豐富,如工廠、賣場、崎嶇地形、火車月台等。太陽能作為能豐富利用的再生能源,可投資又可創能,再加上政府的2025年再生能源比例達20%的目標,相信太陽能是世界能源走向的趨勢及未來。