選擇水面型太陽能,為太陽能的未來另闢蹊徑

Anna Ben-David
內容作家 / Anna Ben-David
02-03-2023
Floating PV

水面型太陽能:讓太陽能走入新的世代

在轉型成可再生能源的路上,水面型太陽能(floatovoltaics 或 floating solar power)逐漸受到重視,關注驟增的原因不僅是太陽能模組成本下降,也是因為在土地稀缺或昂貴的地方,水面型太陽能可以提供大好的投資機會。

水面型太陽能系統如何運作?

水面型太陽能系統可將模組排列成任意陣列,並部署在特定的浮筒或固定筏上,使模組浮在水域表面。但除了安裝在水上以外,水面型太陽能系統的運作方式皆與地面安裝型太陽能系統相同,都是先透過太陽能模組將太陽光吸收、轉換成直流電,再由變流器轉換成住宅和建築物用的交流電,然後賣給電網。水面型太陽能系統的靈活度高,鹹水、淡水、水庫、發電水壩等任何閒置水域幾乎都可裝設。

水面型太陽能系統有什麼優勢?

  1. 不占用土地面積
    眾所周知,太陽能板陣列需要占用廣大面積。當人們為了農業、都市土地開發、交通運輸及其他各式各樣的用途競相爭奪用地,水面型太陽能就提供了妥善運用空間的大好機會,可以在無人使用的區域打造太陽能系統,這對土地珍稀的地方來說格外受用。此外,安裝水面型太陽能系統時,也不需要為了有空地設置太陽模組而砍伐樹木。
  2. 水面降溫,可提升太陽能模組的性能
    太陽能模組熱愛太陽,但卻不喜歡高溫,因為當溫度升高,其內部的電力元件效率就會下降。水提供了冷卻效果能提升水面型太陽能模組的效率,相較於地面型系統發電量更高。
  3. 有益於水域環境保護
    水面型太陽能模組為水面阻絕了陽光直射,能減少水的蒸發,抑制水藻、雜草和其他微生物生長,進而提升水體品質。

        

客戶成功案例:13.7 MW 水面型太陽能系統點綴台灣人氣水庫景點

台灣烏山頭水庫是家庭、公共、農業及工業用水的蓄水設施,也是擁有美麗景色的知名景點。該處日照充分、水面平緩,是運用水面型太陽能系統的理想地點。

星能子公司星曄綠能以主打 SolarEdge 商用水面型太陽能解決方案進行投標,奪下本次的政府標案。SolarEdge 是本類型安裝案的理想之選,因其具有先進的安全功能、簡易的維運性(O&M),並且可從個別水面型太陽能模組產出更多電力。

SolarEdge 在烏山頭水庫安裝水面型太陽能系統,預期每年可產生 17,000,000 kWh 的電力,並減少 8,906 噸二氧化碳排放。

內建保護人員、環境和資產的安全功能

能確保安全無虞,是 SolarEdge 水面型商用太陽能解決方案得標的原因。SolarEdge 提供多層安全功能,例如 SafeDC™ 功能會在電網故障或變流器關閉時,自動將直流模組的電壓降至可安全接觸的程度,保護安裝業者及維運人員;AFCI 功能則可防範損壞的連接器或纜線產生電弧故障及其他電氣危害。如此一來,就能讓投資者放心將水面型太陽能系統安裝於這類人氣景點。

最大功率點追蹤(MPPT)技術,解決模組失配問題

SolarEdge 之所以能成為最佳解決方案的另一個理由,是能減輕模組層級失配的影響,讓個別模組能以最高容量運行。失配是水面型太陽能解決方案的常見問題,因為一整天下來,太陽能模組方向會因水流沖刷而朝不同角度變動。更糟糕的是水庫有許多鳥群棲息,不僅會不時遮蔭部分太陽能模組,其排泄物更可能會大幅影響模組的發電能力。雲層、露水、模組劣化及溫差也都會影響太陽能系統的性能。 SolarEdge 的變流器和功率優化器解決方案可緩解這些影響,讓每個水面型太陽都以最大性能運作,提升整體的發電量。

Partial Shading

烏山頭水面型太陽能系統因雲層造成部分遮蔭

Monitoring Platform

隨時隨地輕鬆維運

星能負責本電站 20 年的維運,這通常需要定期派員前往電站檢修。由於本案為包含 34,463 模組的水上電站、分為兩個部分且只能搭船前往,因此該公司要求維運要盡可能容易和高效率。SolarEdge 監控平台能不受地點限制,隨時進行即時故障排除和提供資料分析。星能可利用監控平台深入模組等級精確找出可能發生的問題,進而減少派員前往電站檢修的次數,並縮短現場檢修所需的時間。

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星能負責本電站 20 年的維運,這通常需要定期派員前往電站檢修。由於本案為包含 34,463 模組的水上電站、分為兩個部分且只能搭船前往,因此該公司要求維運要盡可能容易和高效率。SolarEdge 監控平台能不受地點限制,隨時進行即時故障排除和提供資料分析。星能可利用監控平台深入模組等級精確找出可能發生的問題,進而減少派員前往電站檢修的次數,並縮短現場檢修所需的時間。

水面型太陽能和永續發展的未來

水面型太陽能雖然複雜卻有著獨一無二的優勢,並且已經蓄勢待發要帶動太陽能產業的轉型。事實上,根據 nature.com 的研究,只要全球 10% 的水力發電水庫安裝水面型太陽能系統,產生的電力就可媲美全球所有現行化石燃料發電廠的總發電量。

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