屋頂型太陽能系統　工商廠辦的綠能對策

對於企業來說，不論是為了響應政府能源政策或全球產業鏈趨勢，皆需要開始部署再生能源系統之設置。而考慮技術成熟度、成本與空間規劃，現有的太陽能、水力、風力等再生能源當中，最可行的方案為設置「屋頂型太陽能系統」。若想訂定綠能策略，得先對屋頂型太陽能系統架構有基本的認知，才能在進行選型規劃時，清楚要考慮哪些面向。

從零開始解釋太陽能系統架構

何謂太陽能系統？簡單來說，整體系統可以分為三個部分，第一部分為太陽能模組（也就是太陽能板），常見應用可分為地面式太陽能、屋頂型太陽能及水面型太陽能；太陽能板接收陽光後會形成直流電，須經由變流器（Inverter）轉換為交流電，此為系統的第二部分。

第三部分則將交流電匯入電網，而這個部分又可以分為兩種情況：其一為廠辦自發自用，根據再生能源發展條例的規定，此種方法製造之電力只能做為義務量之消耗，無法進一步躉售；第二種則為全額或餘額躉售，此種狀況雖不列入用電大戶條款計算，但可將電力與台電電網併聯，將電力輸送至市電網路中，一旦系統發電量難以滿足基本運轉用電，可由市電網路供應不足之電力。

太陽能板如何發揮最大效益？最大功率點追蹤方法

太陽能模組就像隨處可見的電池，都是能量轉換裝置，然而，兩者的運作原理又不太一樣。一般電池為「定電壓源」，它們透過化學反應，穩定地將化學能轉換為電能；而由於太陽能模組的傳輸效率會隨日照情形產生變化，因此需要控制其電壓，以產生相應的電流值，此種運作方式被稱為「壓控電流源」。

若要控制電壓，就需要做最大功率點追蹤（Maximum power point tracking，MPPT）。常用的方法有電壓迴授法、功率迴授法、擾動觀察法、增量電導法、實際量測-開路電壓法、實際量測-短路電流法、直線近似法等。目前不管是學界或是業界，最常使用的是擾動觀察法（Perturb and observe），擾動觀察法的架構簡單、控制方法容易。基本原理為利用控制器小幅的對太陽能板增加或減少電壓，並且量測其輸出功率是增加或減少。整個追蹤的過程就像在爬山，當功率對電壓的曲線（IV and PV curves）未達峰值，電壓就會不斷上升，反之，若超過峰值，電壓就會下降。透過找到太陽能板最佳工作點的過程，能使太陽能板發揮最大產電效益。

就像先前做的解釋，變流器（Inverter）的作用在於使直流電轉換為交流電。而變流器的設計趨勢也從集中式（Central）轉變為組串式（String），許多國外大型案場皆採用後者的設計。與集中式比較，組串式變流器的優點包含：體積小、重量輕，能使案場設計較為靈活；維運技術門檻低，以機換機即可；建置費用較低，能節省成本：且MPPT（最大功率點追蹤）數量提升，於多面向屋頂形式的案場發電表現更佳。

工商屋頂型太陽能　政策及產業鏈趨勢

太陽能變流器可分為三種應用類型：戶用型、工商屋頂型，以及大型電站型，須針對不同案場的狀況，評估適合的輸出容量。而對於企業來說，屋頂型太陽能系統是較好的選擇。屋頂型顧名思義就是在既有的廠辦屋頂上裝置太陽能系統，它能夠節能減碳，達到政府的再生能源比例要求，對提升企業形象亦有幫助，且與地面型太陽能系統相比，屋頂型還能有效降低室內溫度、延長屋頂使用年限並活用閒置的屋頂，不需要額外的系統裝置空間，此外，又因為鄰近用電場所，可減少遠距離傳輸造成的能源耗損。

在選擇太陽能設備的時候，如果廠辦空間有限，可選擇單機容量較大的變流器；若擔心太陽能系統維運困難，可選擇操作簡易、可遠端館管理，或具備組串電流監控功能的變流器；如果廠辦的屋頂外觀較為崎嶇，則可選擇具備多組MPPT的變流器。

屋頂型太陽能可投資、創能，且與地面型太陽能相比爭議性低，在德國、澳洲等國家皆因補貼、躉購等政策而成功推動。目前台灣政府除了訂定用電大戶條款，亦以2025年6GW為目標，鼓勵企業及民間裝設屋頂型太陽能。在政府政策及全球產業的驅動之下，相信台灣能朝能源轉型的目標繼續邁進。



參考資料：

- 太陽能光電小知識：屋頂型和地面型比比看
https://www.cet-taiwan.org/node/3519

- 地面型光電爭議頻傳 「屋頂型光電」有潛力
https://udn.com/news/story/7238/4699556