漁塭不養魚！太陽能發電月入3萬

2010年5月19日星期三

屏東縣一些耗水耗電的非法漁塭，以及蓮霧園，在八八風災後，面臨無法復養或枯死的慘境，現在屏東縣政府和業者合作，漁塭及果園要拿來發電，利用業者研發出來的浮動式小型太陽能電廠，不但不怕水淹，以2分半的土地來計算，租金加管理費，農漁民一個月可以輕鬆賺進3萬元。

漁塭裡不養魚，一排排太陽能板漂在水面上，結合在一起，就成了小型的太陽能發電廠；現在擁有這些土地的屏東縣民，不但可以向承租的太陽能業者收租金，還多了個發電廠管理員的頭銜。


走上漁塭，親眼見見水上如何發電，擦一擦太陽能板上的水漬，第一次見到傳統漁業跟新科技結合，很新鮮。

原來這邊有許多像這樣的非法漁塭，耗水、耗電，或者是有些果園、農地，在八八風災後，無法使用，業者突發奇想，發展出浮動式太陽能電板，好處是，下大雨太陽能板也不怕被水淹。

太陽能業者：「屏東的日照時數會常跟地形也有關係，因為它越南邊，太陽輻射越強。」記者：「你覺得一個月3萬元收入如何？」民眾：「不錯了。」

2分半的土地，光租金和管理費用，每個月就能有3萬元的收入，比種菜一個月萬把元還多，對於漁民來說，則是沒有漁產一夕暴斃的風險。

而太陽能業者收集電力之後，以一度12到13元的價錢，賣給台電，一年下來營業額有近200萬，彼此互惠互利，要幫助災後無力生產的農漁民，渡過難關。

住宅裝太陽能板 10年可回本

舊制 目前每度電 最新補助價格為 14元

林得志在自家屋頂裝太陽能板已經兩年，有意續裝。陳恒芳攝住宅裝太陽能板 10年可回本

賣給台電每度2元將增至8元

【柯玥寧╱台北報導】社區裝設太陽能光電板蔚為風潮，政府已通過《再生能源條例》，未來民眾售電給台電，將從每度電2元可望提高成每度電8元的售價。目前經濟部能源局，提供民間建築物裝設太陽能發電系統每1千瓦（KW）12萬元補助，以1家四口的家庭計算，花費約50萬元的裝設費用，就能為地球盡心力，若以每度電8元售價計算，10年就能回本。

高市加碼補助20%

除經濟部能源局對於民間建築物有1千瓦（KW）12萬元補助，今年高雄市政府另編列1540萬元預算，加碼補助民間建築物設置太陽能光電系統總費用的20%。
工研院太陽光電科技中心公關周芳旭說，今年住宅案較往年申請數量明顯增多，不過仍以中南部為主，北部地區因為日照量較南部少，且人口密集少有獨棟透天，戶棟距離也較近，裝設太陽能板須克服遮蔽問題，北部地區申請案一直不多。
中國電器廠長馮文信說，目前1千瓦（KW）太陽能光電系統的裝設費用約25萬元，以1個家庭二至四口計算，每戶裝設3~5千瓦（KW）可供家庭成員使用，大約佔用屋頂9~15坪面積。
周芳旭提醒，最簡便裝設太陽能板的地方是在屋頂；如果設置的太陽能板超過150公分高，或要搭建在車棚、前院及後院，則要另外申請雜照將延長申請程序。
已裝設太陽能光電系統的台中林得志先生說，因為太陽能發電對地球有幫助，2年前蓋新房子時裝設3千瓦（KW）的太陽能板；申請政府補助後，自己大約貼補40萬元，現在平均每月可發電400度，雖然回售給台電僅600元，「但未來可能提高成每度電8元的售價，最近打算再多加裝太陽能板。」2009年07月19日蘋果日報

綠島公館國小 邁向太陽能學校

更新日期:2009/03/27 04:09

〔記者張存薇／台東報導〕善用自然資源，節能減碳救地球！綠島鄉公館國小推動多功能再生能源發電，今年爭取到900萬元經費，將擴充太陽能板等設備，預計6月完工後，校內外照明、吊扇等電力運轉，均百分之百由太陽能取代。

公館國小校長涂振源指出，綠島自然資源有兩大特色，包括夏天太陽大、冬天東北季風強，可以好好利用，因此民國95、96年共申請離島建設基金經費180萬元，完成屋頂32片蓄電型太陽能板、7座風光互補路燈及風力發電設備，包括走廊燈、路燈均改為太陽能發電，花小錢效果很大。

不過去年計畫卻未通過，還好去年經建會官員到綠島參觀，支持多功能再生能源計畫，並將公館國小列為重點學校，今年共獲得600萬離島建設基金挹注、經濟部能源局也提供近300萬元補助。

涂振源說明，今年將持續建置太陽能板，除冷氣、冰櫃等耗電量大的設備暫無法取代，包括校內外照明、吊扇等電力均百分之百由太陽能供應，約可減少6成電費。

他強調，雖然初期減省的電費一年才十數萬元，但應用大自然再生能源是未來趨勢，也能保護地球、減少柴油使用及二氧化碳排放，且新的再生能源科技不斷研發，未來才能設計出效能高、成本低的設備。

太陽能發電量怎麼算？

依據裝設的地點的等效日照時數而定，每天日照的等效時數在北部大約2.5小時，中部大約3小時，南部可能可到3.5小時。

因此如果在中部裝設1kWp的太陽能板，並保守地扣掉30%的效率損失，而在其20年的壽命範圍的發電量，大慨可以這初步估計：

1kWp*3 hr*365天*20年*0.7 = 15330 kWh(度電)

等效時數到底是什麼？

一般的發電機的發電量計算很簡單，不管運轉幾個小時原則發電功率不會改變。如1kW的柴油發電機運轉10小時，發電量就是1kW*10hr=10kWh=10度電。

但太陽能板就不能這樣算。雖然太陽從早上7 點升起，一直到太陽17點下山共出現10小時。但這10小時的日射量是變化的，並不是任何時刻都能讓太陽能板滿載運轉，因此必須轉換成「等效時數」以方便計算。而這「等效時數」則跟裝設地點的日設量有關。

但很可惜的，目前台灣還沒有任何單位作出全國等效時數分布的資料。

太陽能板的功率定義

等效時數的轉換基礎主要來自於太陽能板的功率定義。

例如180Wp的太陽能板是指其在AM=1.5，溫度攝氏25度，1000W/m2的日射量的條件下所量出的太陽能板最大發電功率，這個條件叫做STC(Standard Test Condition，標準測試條件)。

該如何相信，太陽能板可以運轉20~25年？

發電成本的關鍵─壽命

一 些自以為精明的投資者、能源、經濟學家通常在還沒瞭解太陽能板(有時稱作太陽光電模組，簡稱模組)到底是怎麼把電給逼出來的時候，就已經不耐煩地劈頭問， 太陽能板發電成本到底是多少錢？專家們通常很制式地回應：「15~20元 / 度」。1kW太陽能成本30萬元，20年大約發電1.5 萬度【太陽能發電量怎麼算？】，所以約20元 / 度。如果以25年壽命算約15元 / 度，如果只讓太陽能板運轉半年，那發電成本可是800元/度電。

可是太陽能板上明明寫著保證輸出20年！

該如何相信，太陽能板可以運轉20~25年？

可以令人「相信」的概念是這樣子的：

製 造廠製造出一批原型的太陽能板，送去給驗證公司(如TUV、JET、KEMA、UL.....)並提出完整的設計製造流程報告書。驗證公司會將這些太陽能 板送到驗證實驗室，進行輸出表現與耐久可靠度試驗。通過測試實驗後，驗證公司還會檢視報告書並進行廠驗，確認製造廠的設計製造合理性，以及是否按照報告書 載明方式製造。然後，每一年再來廠驗。

驗證實驗，預測壽命

各個體系或許不同，以IEC61215為例：

要求製造廠提供同一型式8片太陽能板，並統一進行初步檢驗測試，包括低能量曝曬(5~5.5kWh/m2)、目視、最大功率(未受測前表現值)、絕緣與濕漏電。然後再把這8片區分為5組。

第一組：1片，什麼測試也不做，當做最後對照。

第二組：1片，量取溫度係數、額定操作溫度(NOCT)、在標準測試環境(STC)之輸出表現、低照度輸出表現、戶外曝曬測試(60kWh/m2)、旁路二極體之溫度測試、局部熱源耐久測試。

第三組：2片，紫外線照射(15kWh/m2)、熱循環測試(-40^o~+85^oC，50循環)、濕熱循環測試(-40^o~+85^oC，80%RH，10循環)。最後其中1片再進行接點強度測試。

第四組：2片，熱循環測試(-40^o~+85^oC，200循環)。

第五組：2片，濕熱測試(85^oC，85%RH，1000小時)，濕漏電測試。然後其中1片進行機械強度測試，另1片進行冰雹測試。

通過標準：

最大功率輸出之衰減不得超過於8%、目視無缺陷、絕緣良好、無濕漏電及其他特殊指定需求。

參考文獻

• IEC 61215, Crystalline Silicon Terrestrial Photovoltaic(PV) Modules - Design Qualification and Type Approval, International Electrotechnical Commission, Geneva, Switzerland, Second edition, 2005-04.
• 林敬傑、葉芳耀、黃振隆，"矽晶太陽電池模組檢測國際標準"，工業材料雜誌第231期，2006。

電壓驟降用戶端解決方案

◎電壓驟用戶端之防止對策
改善電壓驟降可以分別從供電系統、設備本身及用戶本身系統著手，短期而言，由用戶本身系統進行預防與改善最具效率，但長期而言還是應從設備本身之耐受力徹底解決，而系統面之改善由於牽連廣範，需作整體的評估與策略考量才能決定最有效且最經濟的改善方式，本節中將針對下列用戶端的電壓驟降改善設備作一概念性的介紹：
(1) 電池儲能式不斷電系統（UPS）
(2) 並聯式儲能系統
(3) 靜態轉供開關（Static Transfer Switch, STS）
(4) 動態電壓恢復設備（Dynamic Voltage Restorer, DVR）
(5) 靜態電壓調整變壓器（Static Voltage Regulator, SVR）
(6) 動態式柴油引擎不斷電系統（Diesel UPS）

◎電池儲能式不斷電系統（UPS）
圖5為一常見的不斷電系統，UPS串聯於供電端與負載間，經由整流與變流器（inverter）轉換提供標準的電源予負載，因此負載不會感受到供電端的電源異常現象，整流後的直流電源同時也對電池組充電維持在待命狀態，而當供電電源異常時，換流器的直流電壓立即轉由電池供應，一般而言UPS可提供約15分鐘的備用電力，視其裝置容量而定，一般UPS用於低壓系統，容量可由50VA至1MVA左右，使用上需考量整流及換流過程的效率以及電池組的維護及UPS所佔用的空間。若發生停電事故，UPS也可以作為自備發電機起動前的供應電源。


◎並聯式儲能系統
圖6為並聯式儲能系統之示意圖，其包含一快速隔離開關（isolation switch），一組用於將儲能系統直流電壓轉換為交流電壓之變流器及一組儲能系統，此儲能系統可能是電容器、電池組、超導磁線圈（superconducting magnetic coil）或轉動慣量（rotating inertia）。快速隔離開關以閘流體或是GTO構成，其反應時間小於4ms以便在供電端發生異常時能迅速隔離異常電源。

◎靜態轉供開關（Static Transfer Switch, STS）
當用戶由兩組獨立的饋線供電時，可以利用STS在一組電源異常時作隔離及轉供的動作，圖7為STS之單線圖[11]。

◎動態電壓恢復設備（Dynamic Voltage Restorer, DVR）

電壓驟降概論

工業技術研究院能源與資源研究所 羅天賜
◎簡 介
電力品質(power quality)問題所描述的內涵，對電力系統而言是指供電系統提供用戶不受干擾的標準電源的能力，主要是討論責任分界點的電壓品質問題；而對用戶而言是指負載運轉時不會干擾或降低供電電源效率的能力，所關心的是負載用電電流的波形品質問題。典型的電力品質問題包括由鄰近饋線或匯流排事故所引起而持續幾個週波至幾秒的短時間電壓驟降(voltage sag or voltage dip)，或是由電容器切換及雷擊等所導致的暫態(transient)現象，其持續時間在一個週以下；而電力諧波(harmonic)與電壓閃爍(flicker)則是屬於負載端在穩態狀態下的電力品質問題[1]。
電壓驟降是指電壓有效值下降至標稱值(nominal value)的10%至90%之間，且持續0.5週波至數秒，現今的精密製程設備、微電腦資訊設備，變頻器等用電負載對電壓驟降均非常敏感，持續16ms的85%至90%電壓即可能導致工業製程設備跳機。電壓驟降與斷電(interruption)之差別在於斷電時負載與供電系統完全切離，與供電系統的可靠度(reliability)有關，而電壓驟降發生時負載仍與電源連接，對工業用戶而言，若兩者均會造成設備當機，則所產生的結果是相同的，但是電壓驟降發生的機率遠高於斷電會發生的機率。電壓驟降主要是由於電力系統輸電線遭受雷擊或發生事故後，保護電驛檢出故障及斷路器動作清除故障前之短暫時間，在鄰近之用戶所產生的電壓降低現象，故障可能發生的原因如接地故障、設備絕緣失效、動物或外物、狂風引起的線路故障等等；在電力系統中不可能完全掌握且避免故障的發生，但是可藉由系統網路的修正或加裝改善設備而減少故障發生的次數。在電業自由化之後，若供電者能提供較佳的電壓品質，相對的較具備競爭優勢，但是責任問題相形之下變得複雜許多，例如由顧客廠內發生的短路事故所引起的電壓驟降或區域內重電負載起動所造成的電壓降等所產生的改善成本問題。