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太阳能(Photovoltaic, PV)发电系统转换效率再升级。在相同建置面积下,太阳能发电系统整合商应选用高光电转换效率的电池板,并采纳具备最大功率追踪功能的逆变器,同时做好电力监控与管理,方能最大化系统产出的电能并减少异常损坏造成的电力损失。 在相同地理环境与占地面积下,若要使太阳能发电系统产出电能增加,须掌握多项因素,包含要注意系统配置的方式,找出如何提高太阳能板转换效率的方法,另外还有一项关键因素,就是如何提升逆变器的转换效率。 因此,各家逆变器制造商在器材设计上,不仅要挑选高效率元件,以增加转换效能,同时还有许多地方须注意。本文针对逆变器设计再进化的主题进行剖析,并提供太阳能系统选用逆变器的重点方向。 地理/技术条件兼具 台湾太阳能发展前景看好 台湾为海岛型国家,初级能源极少,国内能源供给有99%以上仰赖进口,且石化能源依存度高,因而造成温室气体二氧化碳(CO2)排放量逐年升高,驱使政府积极发展再生能源,以降低温室气体CO2的排放量,期望能提高台湾能源自主性,并促进能源永续发展。 太阳能是一种取之不尽用之不竭的再生能源。台湾因有北回归线经过,纬度偏低接近赤道,日照量充足,且从太阳能板、逆变器至土木工程与安装,在国内已有良好供应链,因此非常适合发展太阳能发电系统。经济部能源局所推广的阳光屋顶百万座计划,现阶段以鼓励屋顶型太阳光电系统为主,并结合趸购费率机制(表1),规画于2030年推广太阳能光电发电系统设置容量达到6.2GW。 一般晶矽(Silicon)太阳能板有提供10年90%及20年80%输出效能保固,目前多晶矽与单晶矽太阳能板产品在标准测试条件下(照度1,000W/m2、空气大气光程AM1.5、温度25℃),其光电转换效率已分别提升至13.6%与14.36%以上,而太阳能板价钱会随光电转换效率越高而越贵,但高转换效率的太阳能板,于相同面积下可产出更多电能。 太阳能发电系统在相同建置面积中,若要使系统效能倍增产出更多洁净电能,须注意以下几点,包含太阳能发电系统的配置、太阳能板之光电转换效率、逆变器控制技术和电能转换效率。 分散式系统配置稳定度高 国家发展太阳能发电是为了产生更多洁净能源,并降低石化燃料使用,以减少CO2之排放量;而业主装设太阳能系统,是为产生更多电能以增加营收。 在太阳能发电系统配置上,要减少太阳能板至逆变器的距离,以降低线路损失;线路配置时,须有良好包覆,防止电线长时间受风吹、日晒及雨淋造成绝缘劣化,使之产生接地阻抗过低与漏电等危险,造成逆变器功能受损;如设于落雷地区,应加装避雷装置,防止雷击损坏太阳能板与逆变器,使之无法发电。 目前许多国内太阳能发电厂装置容量在100k?500kW区间中,若案厂装置容量为499kW,可安装较集中型的大功率逆变器100kW共五台,或采用分散式较小功率的逆变器10kW共五十台来组成。当集中型大功率逆变器一台解联时,将会损失约20%的发电量;反之,当分散式较小功率的逆变器一台解联时,只损失约2%的发电量。因此,分散式具有稳定度高与降低损失风险之优点。 选择逆变器时,除注意电能转换效率之外,也须了解逆变器之运转电压、最大功率追踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)之范围、MPPT之追踪效率、操作温度以及控制技术等,其目的不外乎根据太阳能板特性,将太阳能板产生之电能,竭尽的萃取出来并馈入电网中,以达最高效益。 |