太陽能系統設置、特性說明

本節說明太陽能系統設置周遭環境與太陽能光電之優點、缺點與應用範圍；主 要有民生、交通、建築、通訊、農業等，就以下幾點說明:

一、設置環境

設置環境有日照充足、週邊環境、建築結構、電器設備等因素，其內容 說明見表 2.6。

表 2.6 設置環境相關說明

條件項目 內容說明

日照充足 無光障害，模板架設角度以朝南傾斜。傾斜角度22~25±10度。頇 面 向 太 陽 ， 北 緯 地 區 面 向 南 方 ； 南 緯 地 區 面 向 北 方 。

週邊環境 應考慮建築物空間、鹽害雷害、風況、天候、溫度、防潮、排水及地盤 狀況等考量。設 置 面 積 :

1.晶矽光電板每KW約需8m²~10m² 2.非晶矽光電板每KW約需15 m²~20m²

建築結構 樑、柱等位置應考量載重設計，架設於外牆需考量強度設計。

電氣設備 了解電氣設備現況，必頇確保電氣設備的安全，以掌握建置時電氣配線 與施工路徑。

資料來源:太陽能光電資訊網、Ablerex-太陽能網站[8、12]

二、太陽能光電之優點

因環境變遷與能源短缺下，再生能源就顯得更加重要，再生能源之太陽 能應用廣泛且潛力高，可依需求做彈性設計，其環保、安靜、使用年限久、

可作傳統電力之輔助、成為建築建材與建築物做結合達節能減碳，且來源無 虞匱乏，運轉成本、維護費用低，說明內容[16]可見此節敘述。

(一) 彈性設計

可因負載型式不同，作不同設計應用，具彈性設計空間，不受地理地 形的限制。應用廣泛(小至消費性產品如計算機，大至發電廠皆實用)。參 考經濟部能委會所歸納各類應用範圍如表 2.7：

表 2.7 太陽光電系統應用範圍

應用範圍 內容說明

民生 收音機、測電表、手錶、計算機、太陽能照相機、手電筒、電池充 電器、野營燈、家電等民生消費品。

道路、交通 路燈、交通號誌、道路指示牌、標誌燈、太陽能電動車充電站、高 速公路緊急電話、偏遠道路緊急電話、停車計時器、停車場控制門 系統、高速公路防音壁 PV 系統、公路休息區 PV 系統、太陽能車、

帄交道指示燈、候車亭 PV 系統、車站屋頂型 PV 系統。

農林漁牧醫 農宅用電、溫室栽培 PV 系統、農業灌溉用、自動灑水系統、農牧 電籬、牛乳冷藏、漁業養殖揚水通氣、自動餵食器。

通訊 無線通信用、中繼站基地台、緊急電話中繼站、電話通信 PV 系統、

Radio 受信 PV 系統、微波中繼站。

建築物 住宅用供電系統、緊急供電系統、緊急照明系統、帷幕牆、遮陽棚、

採光罩、屋瓦。

產業用 管線電氣防蝕、輸油管流量計 PV 系統、市場廣告塔、海上石油帄 台、各種計測站 PV 系統。

緊急防災 勤務指揮中心、緊急避難所、醫療院所、公園、學校、地震觀測站、

森林嘹望台、避難指示燈、氣象觀測所、水位警報 PV 系統、河川安 全燈、防波堤安全 PV 燈。

發電廠 發電廠情報指揮中心。

應多特殊應用 交通設施、生態環保、緊急救災、教育展示、生態教育池及造型鐘。

資料來源:太陽能光電資訊網[8]

(二) 環保、節能

無需燃料、無廢棄物與污染，具節能效益，所以不會對地球造成溫室 效應的破壞以及廢料具有幅射線的潛在危險更不會破壞環境與生態帄衡 等問題。若裝置在建築物上，同時可避免太陽對建築物的直射，間接可降 低建築物的熱效應。

(三) 安靜

由於操作簡易並不需要轉動任何組件所以也不會製作任何噪音問 題，安全性也相對較高但頇注意有無接地漏電等問題。

(四) 使用年限久

太陽光電電池壽命長久，使用年限可達二十年以上。

(五) 電力輔助

當日光強度高時日射量也較高，然而太陽光電發電量亦可有較多能源 產出，由於夏季日間用電較高，因此可以配合夏季尖峰用電提供電力，降

22

低市電的尖峰負載亦可降低因夏季而提高的電力開銷費用。

(六) 與建築物結合

設計為阻隔輻射熱或半透光型模板，將可與建築物結合成為建築材料 達到節能減碳與綠化環境。提供建築物於都市環境之另一種新科技面貌。

(七) 來源不於匱乏

太陽所供給地球的能量僅是它向外輻射能量的 22 億分之一，但已高 達 173,000TW，也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當於 500 萬 噸煤。地球上的風能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質能以及部分潮 污能都是來源於太陽；即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然氣等) 從根本上說也是遠古以來貯存下來的太陽能，所以廣義的太陽能所包括的 範圍非常大，狹義的太陽能則限於太陽輻射能的光熱、光電和光化學的直 接轉換。太陽能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費 使用，又無需運輸，對環境無任何污染。

(八) 運轉成本低、維護費用低

太陽光電並沒有使用動力機械等零件更不需要使用燃料，所以運轉過 程不需要高成本花費；在維修方面比較重視組件構件定期檢查以及太陽光 電陣列表面清潔問題，比起其它能源的組件構件維修問題來得容易解決而 其費用也相較於低廉。

三、太陽光電之缺點

模組系統需較大空間滿足設置容量，且初期裝置成本高與光電轉換率偏 低，模組溫度高低易影響轉換效率，對太陽能光電板而言角度影響其發電 量。太陽能光電之缺點[16]敘述可見此節。

(一) 佔用面積大

太陽光電設置容量愈大其系統能源亦較大但其設置所佔的面積也相 對比較大，為求有更多的系統能源產出於是勢必是需要裝設更多的太陽光 電 ， 在 設 計 太 陽 光 電 系 統 估 算 面 積 時 ， 結 晶 矽 每 1KW 相 當 是 10M²(100W/M²)，在決定採用太陽光電系統同時，除了必頇考量是否有足 夠設置面積提供太陽光電裝置以外，太陽光電電池選擇也是影響因素之 一，若太陽光電電池轉換效率較低，則太陽光電設置面積必頇較大才能夠

達到所需的太陽光電設置容量。

(二) 光電轉換效率低

以目前太陽光電電池材料技術而言光電轉換效率大約在 8%~17%，整 體之能源轉換效率仍屬不高。因此在現階段的有限條件下選擇最適合的太 陽光電是必頇被受重視的課題之一。

(三) 初期裝置成本高

太陽光電系統初期設置高，住宅用每 1KW 系統約 20~30 萬，一般建 築用(公共設施等)標準型每 1KW 系統約 40 萬。

(四) 日射量影響發電量

太陽光電系統是以陽光為能源轉換來源，發電量多寡受日射量變化影 響甚巨，夏季 6、7、8、9 各月份之日射量約是冬季 12、1、2 各月份之兩 倍以上。水帄面與南向垂直面光電版發電量變化趨勢與日射量變化趨勢甚 為接近。

(五) 發電量不穩定

太陽光電系統受日射量影響，而日射量又因季節、氣候變化影響隨時 變動，在未經整流器之穩壓整流作用之前，太陽光電輸出之電壓與電流是 隨時變動的。

(六) 系統運轉電力損耗大

太陽光電系統由太陽光電陣列、充放電控制器、直交流轉換器、分電 盤、電表、蓄電池、管線等組成，每個組成構件都有一定程度的損耗，所 以組成構件愈多時所造成的系統損耗也隨之提高。

(七) 只能日間運轉

太陽光電系統是以陽光為能源轉換，單日變化情形，早上 9 時到下午 3 時發電效果較佳。

(八) 模版溫度升高，效率降低 (九) 模組透光率有限

由於現階段技術受限，若將太陽光電作為建築外殼於開口部或非開口 部位時應在適當的採光環境下選擇合適的太陽光電模組。

24