太陽能系統環境衝擊之文獻回顧

分析過去相關的太陽能發電系統碳足跡與能源回收期文獻，在相關 文獻中有研究不同的電池材料如單晶矽、多晶矽、非晶矽、CIGS、CdTe、

DSSC，不同的系統設置類型有地面型與屋頂型的太陽能發電系統，使用 不一樣的材料產生不同的轉換效率、在不同地區影響的太陽照射量以及 每座不同的太陽發電系統使用的年限，將不同文獻的研究列表與分析，

如表 2-6、表 2-7。

表 2-6 相關太陽能文獻回顧分析 Desideri et al.

(2013) Bargigli et al.

(2007)

CdTe

(屋頂型) 20 11 1700 48 2.8 Fujihara et al.

(2001)

表 2-7 相關太陽能文獻範疇界定

範疇界定 相關文獻

搖籃到大門(原料製造、

運輸、使用階段)

Komota et al. (2010)、 Bargigli et al. (2007) Fujihara et al. (2001) 、Cha et al. (2014) 、

Basosi et al. (2012) 搖籃到墳墓(原料製造、

運輸、使用、廢棄階段)

Hur et al.(2014)、Desideri et al. (2013)、Alsema, (2012)、Held and llg, (2008)、Peishu et al. (2017) 從表 2-6 與表 2-7 再依序分析每篇文獻的研究方法與結果討論。

3. Desideri et al. (2013)是針對位在義大利佩魯賈的兩個太陽能發電廠做 生命週期評估比較研究，分析其兩者的碳足跡與能源回收期對環境影 響衝擊評估，使用的太陽能電板是屬於多晶矽材料，轉換效率 16％，

系統使用年限為 28 年，太陽能輻射量為 1552 kWh/m²/yr，評估範疇的 界定從製造，

運輸，使用到廢棄處理階段，使用的分析方法是

4. Peishu et al. (2017)研究對象為中國典型的 1 兆瓦並網地面安裝太陽能 電站進行生命週期評估（LCA）使用多晶（multi-Si）太陽能裝置的環 境性能，轉換效率為 17.5％，系統使用年限為 30 年，太陽能的輻射量 為 2017 kWh/m²/yr，蒐集相關數據後再分析其能量回收時間與碳足跡，

研究結果能源回收期(EPBT)結果為 2.3 年與每度電所產生碳足跡為 36.75g CO2eq/kWh。

5. Alsema, (2012)的研究對象為非晶矽的太陽能發電系統並探討其碳足 跡與能源回收期，案例的位置假設於南歐，太陽能發電轉換效率為 7

％，太陽能系統使用年限為 30 年，太陽能輻射量為 1700 kWh/m²/yr，

範疇界定從製造，運輸，使用和廢棄處理階段。而本篇文獻研究結果 碳足跡為 50 gCO2eq/kWh，能源回收期(EPBT)為 2.7 年。

6. Bargigli et al. (2007)針對 CdTe 模塊的生命週期評估（LCA）結果，太 陽能板轉換效率 11％，假設系統使用年限為 20 年，假設位置於南歐 而太陽能輻射量為 1700 kWh/m²/yr，範疇界定為製造階段到使用階段，

計算方法使用 SUMMA 的多方法影響評估。本篇文獻研究結果碳足

跡為 48 gCO2eq/kWh，能源回收期(EPBT)為 2.8 年。

從(Held and llg, 2008)文獻的研究結果表 2-7 可以發現地面型 CdTe 太 陽能發電系統，在不同的太陽能輻射會產生不一樣排放結果，並與 傳統發電的碳排都來的低。

9. Cha et al. (2014)是針對位在馬來西亞的地面型 CdTe 太陽能發電統研 究，探討其碳足跡和能源回收期與其它不同材料的電池做比較分析，

此篇文獻的太陽能系統裝置容量為 100 kW，電池轉換效率為 11.2%，

太陽能輻射量 1810 kWh/m²/yr，生命週期為 30 年，範疇界定為搖籃 到大門從製造、

運輸到使用階段

此篇論文的每度電所產生碳足跡計算結果為 15.1 gCO2eq/kWh，能源 回收期為 0.94 年，與不同材質的太陽能系統做比較分析碳排放如表 2-8。

表 2-9 不同太陽能電池碳排放比較分析(Cha et al., 2014)

CdTe 單晶矽 多晶矽 CIS

電板面積(m²) 892.857 649,351 740.741 1,000 PV 轉換效率% 11.2 15.4 13.5 10

碳足跡

(kgCO2eq/kWh) 0.0151 0.0387 0.0362 0.0379 從(Cha et al. 2014)文獻研究結果可以發現 CdTe 材料的太陽能系統所 產生的碳排放比其它電池材料還得低。

10. Basosi et al. (2012)此篇文獻針對屋頂型太陽能發電系統生命週期評 估做研究，使用太陽能電池的材質是染料敏化太陽能電池（DSSC），

研究案例位在南歐，系統使用年限為 20 年，太陽能輻射量為 1700 kWh/m²/yr，目標範疇界定的範圍從製造、運輸、使用不包含廢棄階

段，計算方法使用 SimaPro Software 7.2。本文獻研究結果針對碳足跡 與能源回收期(EPBT)，結果分別碳足跡為 22.29 kg CO2eq/kWh，能源 回收期(EPBT)為 1.58 年。

從表 2-6 整理出各篇文獻回顧後，本研選定 Held and llg, ( 2011)文獻 與 Cha et al. (2014)文獻為本研究比較分析對象，選這兩篇文獻的原因是 與本研究所使用的太陽能電池相同為薄膜太陽能電池，但使用年限不一 樣，範疇界定不同，因此可以比較其差異性，並作為本研究分析與結果 討論。