太陽光發電廠
文 圖：晁成虎一、前言
近年來，全球興起了一股節能減碳的風 潮，也造成太陽光電產業的蓬勃發展。應用 場合有發電廠、大電網、城市、社區、住 宅、大樓建築、校園、企業、工廠、賣場、 展場、運動場館、公園、園區、淨水場、火 車站、月台、停車場棚、候車亭、運輸工 具、生活、 3C 等。容量則有大到 MW 級甚 至GW級，也有小到W級，琳瑯滿目。這也 使十年間全球太陽光電系統建置的總容量從 1999 年1GW成長到2008年14.73GW，如圖 1 。 雖然太陽光電建置容量成長速率很高， 但是從圖 2 的逐年建置容量可以更明顯看 出，爆發性的成長是在 2008 年，共建置 5. 5GW 。 若以國家別來看， 2008 年西班牙太陽 光電系統建置容量居世界第一，把原先領先 近十年之久的德國比了下來，最主要的原因 就是太陽光發電廠。二、太陽光發電廠
所謂太陽能電廠，包含利用太陽熱能和 光能來發電兩大類，前者為太陽能熱電廠， 圖 1 ：全球太陽光電建置總容量簡稱CSP(concentrated solar power)，已建 置完成之最大發電容量為 354MW ，本文將 不討論。後者為太陽光發電廠，包含矽晶型 PV(photovoltaics)、薄膜型TF(thin film)、聚 光型CPV(concentrating photovoltaics)三大 類。 一片大的矽晶模組(module)容量為200-300W ，故電廠常需要多片矽晶模組接成為 板(panel)或陣列(array)。板又可分成固定型 和 追 日 型 兩 類 。 追 日 型 依 追 日 式 機 構 (tracker)的不同，可分成單軸式(圖3)與雙軸 式(圖 4)兩種。 圖 2：全球太陽光電系統逐年建置容量 圖 3：單軸式追日型太陽光電板
每支追日型太陽光電板的裝置容量為 1-10KW ，例如 1KW 可由 4 片 250W 矽晶模組 串接，10KW可由64片矽晶模組以16串4並 方式連接構成。 1MW容量太陽光發電廠所需的土地面積 配置如圖 5 ，依太陽電池效率與配置的不 同，佔地 1-5 公頃不等。
三、歐洲
1. 西班牙 近年來西班牙政府實施下列太陽光電補 助方案，使應用市場成長迅速： (1)補助研發計畫，以改進太陽光電技術及生 產。 圖 4 ：雙軸式追日型太陽光電板 圖 5 ：太陽光發電廠土地面積配置 名 稱 容 量 材 料 模組數量 年發電量 容量因素 面積， 總投資額， 建成時間 ,MW ， GWh 公 頃 美 金 Olmedilla 60 矽 晶 162,000 85 0.16 25 5.3 億 2008 年 9 月 Puertollano 50 2008 Arnedo 34 2008 年 10 月 表 1 ：西班牙前十大太陽光發電廠圖 6：Olmedilla 太陽光發電廠鳥瞰圖 (2)補貼設置太陽光電系統。 (3)制定太陽光電系統併聯新規則。 (4)太陽光電系統租稅優惠。 (5)優惠電價買回方案。 表 1 即條列西班牙前十大太陽光發電 廠，最大容量為Olmedilla太陽光發電廠，容 量為 60 MW 。事實上，西班牙在 2008 年就 建置了 2.5GW 的量。 Olmedilla電廠的全景如圖6，用16, 2000 塊Siliken SLK60 233/235 Wp太陽能光電模組 固定在支架(圖 7)上，總容量 60MW 。工程 費時 15 個月建成，總投資 5.3 億美元。 2. 德國 德國由於實施太陽能發電的電價補貼政 策，使系統裝置量由1999年的12MW成長到 2007年的1.1GW，成為全球最大的太陽光電 市場，也創造出57億歐元的產值和42,000個 就業機會。雖然2008年仍然成長到1.5GW， 但已稍遜於西班牙。表 2 為德國前十大太陽 光發電廠的情形。 圖8為Strasskirchen太陽光發電廠一景， 可知其採用固定式多晶矽模組。 德國年平均日射量為1,300KWh/m2，年 平均性能比(performance ratio)為84%，每KW 年平均發電量為 1,093 KWh ，平均每天發電 約 3 度。
四、美國
美國目前容量最大的太陽光發電廠為位圖 7：Olmedilla 太陽光發電廠模組固定支架系統 表 2 ：德國前十大太陽光發電廠 名 稱 容 量 材 料 模組數量 年發電量 容量因素 面積， 總投資額， 建成時間 ,MW ， GWh 公 頃 美 金 Strasskirchen 54 多晶矽 57 2009 Lieberose 53 53 0.11 2009 Waldpolenz 40 銻化鎘 550,000 40 0.11 220 1.9 億 2008 Mengkofen 21.7 Rothenburg 20 2009 Solaranlage 15 2009 Koethen 14.75 銻化鎘 200,000 13 2008 Erlasee 12 28,000 14 0.13 2009
億美元，採用銻化鎘薄膜太陽電池。
五、亞洲
1. 日本 日本一直是太陽電池的生產大國，系統 建置量也一直到2004年才開始落後德國。加 上於 2006 年取消補貼政策，導致 2007 年太 陽光電裝置容量衰退23%，2009年起急起直 追 ， 預 估 至 2 0 1 0 年 累 計 裝 置 容 量 可 達 3,600MW 。 日本現有二個大規模太陽光電發電實驗 系統，分別位於北海道稚內市，如圖 10a 和 山梨縣北杜市，如圖 10b 。 圖 8：Strasskirchen 太陽光發電廠 圖 9：美國 Nellis 太陽光發電廠(a) 遠觀(b) 近觀 (a) (b) 圖 10：日本大規模太陽光電發電實驗系統 (a)北海道稚內市 (b) 山梨縣北杜市 (a)北海道稚內市北 海 道 稚 內 市 太 陽 光 發 電 廠 容 量 5MW ，已於 2010 年 1 月宣佈完工。由於位 於日本最北領土，為防範冬天積雪，將支架 提高至 2 公尺。整個控制系統包括輸出控制 系統、量測系統、操作端末，以及太陽輻射 預測系統。 山 梨 縣 北 杜 市 太 陽 光 發 電 廠 總 容 量 1.8MW ，分二期建置完成，用地面積 10 公 日本關西電力公司將花費50億日圓，在 大阪?市西區的廢棄物掩埋場「?第7-3區」建 設10MW太陽光發電廠，如圖11。此電廠占 地面積 20 公頃，工程已於 2009 年開工， 2011 年開始運轉。 東京電力公司也宣佈將在神奈川縣川崎 市川崎區臨海建置浮島和扇島太陽光發電 廠，如圖 12 。 (b)
烈，不但在產業鏈的上、中、下游生產上遍 地開花，而且超過 MW(稱為兆瓦)的建設申 請項目接二連三，表 3 即羅列從 1M 到 2GW 的各地太陽光發電廠。 2009年11月，在美國總統歐巴馬親自見 證下，位於內蒙古自治區的鄂爾多斯市2GW 太陽光發電廠宣佈啟動。整個專案建設工程 分為四期：第一期於 2010 年 6 月 1 日開工， 建成後發電30MW；二期和三期工程分別可 發電 100MW 和 870MW ，預計在 2014 年底 前完工；第四期規模達1000MW，將在2019 年底前建成。 3. 台灣 台灣的太陽光電產業從2005年產值新台 幣 70億元 2008 年整體產值突破 1,000億新台 幣，可謂成長快速。太陽能電池在2007年的 圖 11：?第 7-3 區太陽光發電廠 (a) 浮島太陽光發電廠 (b) 扇島太陽光發電廠 圖 12：川崎市臨海太陽光發電廠 (a)浮島太陽光發電廠 (b) 扇島太陽光發電廠
產量已為 545MW ，但是根據 94 年全國能源 會議決議，99年全台僅需有21MW的太陽光 發電容量，其中台電負擔其中 10MW 。 容 量 地 點 2GW 鄂爾多斯市 1GW 朔州經濟開發區 500MW 寧夏太陽山 100MW 甘 肅 20MW 徐州協鑫、徐州荒山；山西右玉、禹城 10MW 甘肅敦煌、寧夏石嘴山、錦州陽光能源、甯安、黑河 8 MW 濟 寧 7MW 東 營 5MW 國電圍場、平魯區阻虎、新榮區小窯山村、國電電力阿拉善左旗、雙遼、洮南金匱、通榆 4MW 世博會 3 MW 錦州陽光能源 2 MW 華電寧東 1 MW 大唐武威、上海崇明、威海經濟技術開發區 表 3 ：各地太陽光發電廠項目 台電太陽光電第一期計畫規劃於97年∼ 100年投資35.71億元，在該公司自有場址及 外界合作設置場址設置太陽光電系統，總裝 圖 13：永安鹽灘地太陽光電場區規劃圖
置容量10MW。其中最大為永安鹽灘地太陽 光電新建工程，裝置容量4,636.8 KW，花費 金額約新台幣648,800,000元，場區規劃如圖 13 ，預定 100 年 9 月 30 日完工。
