太陽能 系統介紹

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台灣發展太陽能產業成果豐碩，目前已突破5.2GW的總發電量，隨著全民瘋種電，你是否也想要搭上太陽能綠電的熱潮呢？在那之前，我們先帶你深入認識太陽能系統的組成與類型，並分析 2 大考量重點，幫助你做出正確評估，成為推動綠色的重要夥伴。

如何組成太陽能發電系統？太陽能系統架構介紹

不論你計畫將太陽能發電系統架設在屋頂上、地面上或水上，組成太陽能系統的架構都是由以下 4 個裝置組成，接下來將為你一一介紹各裝置的用途：

1.太陽能光電板

太陽能光電板利用光伏效應，將吸收到的太陽熱輻射轉換為電能，藉此產生電力。目前主要以矽為製作原料，包含單晶矽、多晶矽與非晶矽，其中單晶矽的轉換效率最佳，是市售最常見的太陽能光電板類型。

2.蓄電池

蓄電池用於儲存由太陽能光電板產生的電能，等待需要時再釋放電力。蓄電池的類型主要為鉛酸電池，若是小型發電裝置，亦可使用鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰電池等類型。

3.太陽能變壓器

從太陽能光電板產生的電力多為 12、24、48V 直流電，與台灣常用規格 110V、220V 交流電不符，因此需藉由太陽能變壓器，將太陽能電轉換成市電可用的交流電，提供給家中電器，或傳輸到台電電網中。

太陽能發電控制系統

配置太陽能控制器，能讓你更方便地調整太陽能發電系統的運作時間，選擇將太陽能轉換 110V / 220V 電壓。控制器還能調節儲存的電能，避免過度充電或過度放電，延長蓄電池的使用壽命。

太陽能系統有哪些類型？認識 3 大太陽能光電系統

太陽能發電系統依照電力的儲存方式，可分為獨立型、市電併聯型與混合型 3 種形式：

1.獨立型太陽能發電系統

獨立型太陽能發電系統產出的電力直接用於發電，亦可儲存在蓄電池中，直到夜間或日照不足時提供給當地設備使用電力。

由於發電系統不會串連至台電電網，獨立行太陽能系統主要應用於路燈、停車場，或提供偏遠地區的建築用電。

2. 市電併聯型太陽能發電系統

市電併聯型太陽能發電系統會串連台電電網，將產生的電能輸送給台電統一調度，提供自用的所需電量。若你決定與台電簽署躉購合約，便會採用市電併聯型系統，售電給台電使用。

3. 混合型太陽能發電系統

混合型太陽能發電系統即結合以上 2 種使用形式，同時設置蓄電池，以及串連台電電網，當蓄電池電力充足時直接使用，不足時則改由台電電網提供電力，適合擁有可大面積種電、且用電需求量大的工廠用地。

是否該設置太陽能系統？評估 2 大考量重點

若你還在猶豫是否設置太陽能系統，不妨先考量看看以下 2 大因素，再決定是否投入建置：

資金是否足夠支撐前期的投入成本？

由於申請設置太陽能系統，需多次往返台電、能源局及地方政府處理文件，光是申辦流程就已非常繁複，審核時間更可能長達半年。而投入 1 台 1kw 的發電裝置需要約 7 萬元的成本，搭建越多成本越高，應謹慎評估手上資金能否支撐約半年的缺口。若選擇與台電簽署躉購合約，則可以向指定銀行辦理太陽能貸款，分擔資金壓力。

投資報酬率是否可觀？

設置太陽能發電系統不論是發電自用或售電給台電，都應詳細計算投入成本與未來可獲得的預期回報比率，尤其發電量會因為等效日照時數、周邊建物遮蔽等因素受到影響。若是發電自用，可將預期發電量乘上台電公告平均電價 2.6235 元推算；或選擇台電躉購方案，則視合約價格售電一度在 3.9 ~ 5.7 元之間，並保障履約20年。

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太陽光電系統(PV System)主要是由太陽電池組列、電力調節器(Power Conditioner，即包括直/交流轉換器(Inverter)、系統控制器即併聯保護裝置等)、配電箱、蓄電池等所構成。

• 太陽光電系統

  太陽光電系統依形式分為獨立性系統、混合型系統與市電併聯型系統。

  一、獨立型太陽光電系統

  已蓄電池組座儲能源件，於白天太陽能充足時，將轉換剩餘之電力儲存起來，在夜間或太陽能不足時，由蓄電池組供應電力維持負載正常運轉。

  二、混合型太陽光電系統

  混合型系統則為獨立型系統配置輔助發電機系統。

  三、市電併聯型(Grid-Connected)太陽光電系統

  將市電網路視為一個大型能量池系統，太陽光電系統將太陽能轉換成電力，於負載未完全消耗時，將多餘電力送上市電網路。當太陽光電系統所轉換之電力，無法供應負載正常運轉需求時，由市電網路供應不足之電力。

• 台灣現況

  政府推動「太陽光電2年推動計畫」，以2年的先鋒打底，建立起中長期的治本措施。
  初期推動屋頂型設置，包含中央公有屋頂、工廠、農業設施及其它屋頂等，地面型包含鹽業用地、嚴重地層下陷區域、水域空間、已封存之掩埋場及受污染土地等，以專案引導設置，厚植基礎。採逐步推動地面型大規模開發並優化環境，以擴大我國太陽光電應用。

太陽能發電原理 :

 太陽光照射在太陽電池(由半導體的材料”矽”所製成)上，使太陽電池吸收太陽光能透過圖中的p-型半導體及n-型半導體使其產生電子(負極)及電洞(正極)，同時分離電子與電洞而形成電壓降，再經由導線傳輸至負載。

 簡單的說，陽光射到半導體時，就會在這兩層導致一個電流。太陽電池接了兩條線即可接到一般使用的電路。98%的太陽池材料來自矽(與電腦晶片的半導體材料相同)，而這些電池是非常脆的，因此好幾個電池幷在一起之後需要包裝在堅固的框裡。這個框叫做模組(太陽能板)，一組模組並成為一個”陣列”(array)。

 太陽光電是將吸收的光能直接轉變成電能輸出的一種發電方式(與LED燈泡將電能轉成光能剛好相反)。

 由於太陽電池產生的電是直流電(DC)，因此若需提供電力給家電用品或各式電器則需加裝變流器(或稱逆變器)，將直流電轉換成交流電，才能供電至家庭用電或工業用電。

   *太陽光電是利用電位差發電，故太陽能模組板是不會產生”電磁波”的。

 太陽光電系統，又稱為太陽能光伏，英文簡稱PV（PhotoVoltaics；字源「photo-」光，「voltaics」伏特）

太陽能電池介紹:

 太陽能電池(Photovoltaic Cell或Solar Cell)為一種半導體元件，主要有晶圓型與薄膜型(thin film)兩大類，其中薄膜型又以非晶矽(Amorphous)與CIGS為主流，詳細分類與特性比較如下：

 目前市面上用於太陽光電的產品以單晶及多晶為主，多晶有價格優勢，單晶發電效率較佳。

太陽光電（PhotoVoltaic簡稱P V）系統架構圖 :

 PV系統的組成有三種(獨立型、併聯型、混合型):

1.獨立型系統(Stand Along System)   

太陽能電池片à太陽能模組à模組陣列à充放電控制器à儲電設備(蓄電池)à交直流轉換器(變流器或逆變器)à交流負載

工作方式：白天 PV 發電供負載並充電、夜間由電池供電，可以自給自足(必需搭配蓄電池)

 2. 併聯型系統(Grided System):

  太陽能電池片à太陽能模組à模組陣列à交直流轉換器(變流器或逆變器)à賣電電表à併聯外線

工作方式：白天 PV系統併聯發電、夜間由台電供電。

3. 混合型系統(Hybrid System):

獨立型與並聯型混合體，在天災市電停止供電時，並聯型系統會停止運作，混合型可切換於獨立型繼續供電，因此又稱為防災型。

太陽光電系統中有兩個主要的零件就是1.太陽能模組板 2.變流器 ，關係到整個系統的發電效率，其他條件例如:系統設計、施工、材料(線材)也會對系統運作的效能有影響。

參考連結:  

經濟部能源局，太陽光電資訊網

能源報導－太陽光電發電系統簡介

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