太陽能入門

太陽能的原理為何？

太陽會照射光線，即使陰天也不例外。光線照射到太陽能模組時，陽光的光子會被模組中的半導體材料（通常為矽）吸收。光子（光粒子）的能量會撞擊電子並使其脫離，讓電子在太陽能電芯的正負極層之間游離。這樣就會產生直流電流（又稱直流電子流），再被模組中的線圈捕捉。由於住家使用交流電（AC），能源必須從直流轉換為交流，此時就輪到變流器登場。模組與轉換能源的變流器之間會以纜線連接，將電力輸送至住家或輸出至電網。

但是，各款太陽能技術並非生而平等。系統在生命週期中產生的電量多寡，以及每日能源成本降幅的高低，關鍵就在於挑選適當的技術。您選用的技術也會對系統的安全性造成重大的影響，用於保障員工及財產安全，以及確保企業營運持續。

串列變流器技術

若使用此傳統太陽能技術，模組會接線成為串列（因而有此稱呼）。變流器會將直流電轉換為交流電，以及併聯至電網及住家。系統雖然簡單易用，但也存在多項限制。在這類系統中，所有模組皆必須完全相同，架設角度及傾斜度也必須一模一樣。這些設計限制會導致可利用的安裝面積受限，也無法發揮陽光在日間不同時段改變方向的效益。除非更換整個串列，否則未來無法加裝發電量更高的新型太陽能模組。最麻煩的地方在於，發電量受限於個別串列中性能最低模組的發電量，也就是模組就算有能力發更多電，也必須配合所有其他模組降低性能。

此種拓撲也有安全上的限制：即使關閉變流器或直流電，也無法切斷模組電壓，使模組整天仍處於高電壓。

使用相關安裝類型的系統時，OEM業者及安裝業者無法遠端或輕易地檢查模組性能，故障排除也會變得更複雜，因為無法遠端精準確定問題的發生位置。若發生問題或發電量大幅下降，安裝業者必須逐一檢查模組才能找出問題的發生位置，不僅耗費安裝業者的工作時間，也浪費電站業主的寶貴生產時間。這會對發電連貫性及系統安全性造成影響。若發生安全問題，需要一定時間才能找出問題來源。

SolarEdge創新—直流優化及功率優化器

SolarEdge已推出解決上述系統各項缺點的智慧創新。在SolarEdge系統中，變流器會安裝在地面以保障安全。但是，此方法會將傳統變流器的特定功能轉移至名為功率優化器的裝置，並將直流轉交流及電網併聯的功能保留在變流器。因此，SolarEdge變流器解決方案不僅體積輕巧，更具備高超的效率及可靠性。當系統擴充時，變流器可發揮規模經濟的效益，代表SolarEdge技術適用於大型商業及小規模電業應用。

功率優化器會連接至所有模組，可依照個別太陽能模組的最佳工作點即時調整電流及電壓，這可讓個別太陽能模組持續產出最高電量，完全不受限於同一串列中的其他模組。這類調整會以超高速執行，以便減輕傳統變流器會發生的模組失配、局部遮蔭損失及其他相關功率損失。

此方法也使系統設計更具有靈活性。由於模組不需要彼此配合，可安裝更多的模組來提升太陽能發電量及最佳化運用可用空間。若未來要擴充系統，於安裝系統後可以再加裝發電量更高的新型模組。系統的所有模組皆提供即時遠端查看，在問題發生前可輕易迅速地排除故障，有時，甚至可以遠端解決。

功率優化器也可以在模組等級加入安全功能，大幅地提升電站的安全性。事實上，許多保險公司及監管機構皆認可MLPE（模組等級電力電子設備，包括功率優化器）對確保電站安全性的重要性。SolarEdge將安全性視為設計不可或缺的一環，並打造創新的多層式安全功能，在安裝、發電及維護的各個階段保障電站的安全。SolarEdge全方位安全功能包括專門設計用來確保救難人員及維護團隊工作環境安全，且在電網或變流器關閉時，可將各模組的高電壓降低至安全接觸等級的SafeDC™，並在發生危害前，搶先偵測升溫情形的多種功能。關於SolarEdge的安全功能及方法，請參閱此處。雖然該網頁的重點放在商業電站上，但其方法及功能仍大多適用於家用電站。