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图2 市售逆变器不同输入电压之效率曲线图 太阳能板输出电压会随照度、温度而变化,故系统设置时,应考虑太阳能板的输出电压是否能提供逆变器运转在最佳效率点。图2为逆变器范例输入电压在450伏特、620伏特与850伏特对输出容量之效率曲线图,可见当设计此太阳能板输出电压时,最好大于并且接近620伏特,即可获得最好的转换效率与发电量。 目前逆变器都朝机身轻小方向设计,目的在减少单位体积以节省设置空间成本,但设计往往忽略散热性能,造成散热不佳等问题,结果在夏天日照充足时,机器因散热不佳导致过温,反而无法输出太阳能板的最大功率,使发电量减少。 在太阳能发电厂中,当逆变器装设于太阳能板下方,装设距离与太阳能板越近则线路损失越少,发电效益越大;但装设于户外时要尽量避免太阳直射,否则机温会大幅上升。虽然逆变器有过温保护功能,但易使机器过温降载而减少发电量。因此,除了逆变器转换效率外,操作温度范围也会严重影响发电量。 确保最大转换效率 逆变器/太阳能板搭配成关键 正确搭配组合太阳能板与逆变器有助于产生最大发电效益。在此使用前述之逆变器范例,搭配市售太阳能板规格来做说明(表3、4)。范例中逆变器最大输入耐压为1,000伏特,若一地区最低气温不会低于0℃,可计算出太阳能板开路电压在0℃时约为48.49伏特,若串联二十片则整串太阳能板开路电压约为969.8伏特,仍在逆变器最大输入耐压内。当整串二十片太阳能板在背板温度60℃时输出最大功率,其电压约为627.62伏特,此电压值大于并靠近此逆变器最佳运转电压620伏特,故能获得最佳发电效益。 此外,台湾日照充足但雨季集中,长时间不下雨会造成太阳能板上沉积许多落尘,将严重影响太阳光进入太阳能板晶片做光电转换,因而降低发电量。所以太阳能板板面应定期清洗,使太阳能板可持续接收完整阳光,以达到最高发电效益。 具主动通报功能 监控系统降低电厂营运风险 因太阳能装置容量快速增加,电厂须有良好的管理与监控系统,方便掌握装置运转情形,以维护太阳能发电厂持续稳定的输出电能(图3)。太阳能装置业者已开发出监控软体,可显示案厂即时发电情况,方便使用者管理发电资料的储存、收支情况、寄发报表、系统状况资讯、自我健康诊断与状况主动通知等功能。管理人员只要透过网路,就能以云端方式查看目前所有案厂的发电资讯;当逆变器损坏或系统异常时,监控系统会透过云端、E-mail或简讯通知业主,使业主当下即可发现系统故障以尽速排除,减少发电损失。 图3 太阳能装置监控系统概念图 除太阳能板的选择组合外,提升逆变器转换效率还要考量操作温度与散热,才能发挥到最大电能产出。在管理方面,须有一套适合的监控软体,方便使用者管理所有案厂发电情况,以维持良好的发电效益。 (本文作者皆任职于盈正豫顺) |