大幅提升發電量 上陽能源iPV追日系統獲多國專利肯定

發佈日期: 2014 年 05 月 08 日 10:08 | 作者: | 分類: 產業訪談

現階段的太陽能電站多為固定式系統,可隨著陽光軌跡改變角度的追日系統(solar tracker)雖然能增加模組正面接收日照的時間,提高系統單日發電效率,但因安裝、維護以及價格等問題,目前仍非主流。EnergyTrend特地造訪太陽光電集團(Big Sun)旗下的上陽能源(Topper Sun),深入了解上陽能源最新的iPV太陽能追日系統(iPV Solar Tracker)。此系統經過三年的開發與試驗後已成功商業化,具有高效、穩定且更加便宜等優勢。

太陽光電集團董事長羅家慶先生。

iPV追日系統特點

「這是全球獨一無二的追日系統,已經獲得歐盟、日本、美國、台灣和中國等地的發明專利。」太陽光電集團的董事長羅家慶先生描述自家研發的iPV智慧型追日系統。

推動追日系統的機制有很多種,最常見的是雙套筒齒輪盤,旋轉角度最多為270度左右。上陽能源的iPV追日系統採用獨特的多方位十字軸設計,搭配便宜又穩定的鋼索與滾輪傳動結構,是全球第一組可360度旋轉(仰角45~135度)的追日系統,其不平衡運動原理與箱型電梯相同,類似蹺蹺板。太陽能模組板四角以適當強度的鋼索連接,並於透過固定於地面的避震彈簧加強結構彈性。每組iPV追日系統都配有一套計算太陽軌跡的萬年曆程式,只要設定所在位置的經緯度,系統每五分鐘就會自動調整角度來同步追蹤日照。iPV追日系統的機制簡單,因此運動的耗能與後續維修成本都很低。

iPV追日系統構造。

iPV追日系统於2013年榮獲國家產業創新成果表揚,一百多家廠商競爭中僅十家獲獎,並且為唯一得獎的太陽能廠商。同時也已取得台灣、日本、歐盟、美國與中國等地的專利,在台、日兩地也成立了運作中的電站。獨特、穩定而低耗能的特性,在二十年的專利保護期間難以超越,正如羅董事長所說:「我們的目標是開發便宜又好用的產品。」

iPV追日系統的成本可低至US$0.5~0.7/w,比市面上成本US$0.8~1.5/w的追日系統更便宜。在台灣,iPV追日系統單日每kW系統最高發電紀錄可達8.5度;位於中國大陸寧海的測試電站也曾達單日每kW發電8.16度。上陽能源估算,裝設於晴朗地區的iPV追日系統平均每年所發電量會比固定式系統增加四至五成,全球平均可增加三成以上;若在永晝時期的兩極地區,所增加的發電量甚至可超過百分之百。因發電量提升,用較少的模組即達到相同程度的發電效益;同時,以US$0.5/w的價格來看,裝設成本也只比固定式系統增加約10%,但發電效率更高,整體而言更為划算。

iPV追日系統裝設實景。

結構特色

固定式系統最大的挑戰是各地氣候與陽光角度,而iPV追日系統則克服了這些困難。營運中的iPV大型電站之維護成本較傳統追日系統甚至固定式系統更低,位於台南的專案到目前為止一直維持零維修的紀錄。iPV追日系統具備四大特色,足以抵抗各種氣候與遮蔽問題:

1.      避風:系統上裝有測風儀,當風速超過一定強度,即可由中控人員調整、或由系統自行進入緊急避難模式,將承載平台調整為平行於地面。此時系統最高可承載時速300公里的風速,且日間仍可繼續發電。

2.      避塵:因系統可360度旋轉,且可傾斜角度較大,故比固定式系統更不易積塵或積水,較不易引發發電率降低或無法發電的問題。

3.      避遮蔭:在大型陣列中,有智慧控管系統的iPV追日系統不只會自動調整角度來追蹤日光,還會根據四周模組板的角度來調整自己的角度,讓每面模組都能全面接收陽光,取得最大發電效率。

4.      避雪:iPV追日系統可360度旋轉,因此在下大雪時,四周的堆雪會被周轉的模組板推開,不會堆積於模組上,可降低系統被雪壓垮或掩埋的可能性。

這些智慧型的特色正是iPV追日系統得名的原因:intelligent PV Solar Tracker。上陽能源所研發生產的iPV追日系統適用於全球各地,加上主動調整角度的程式,比傳統追日系統的發電效率高了5%左右。整體而言,iPV可有效降低清潔與系統維護的需求,更簡單的結構、更全面的適用性、更高的發電效率,可帶來更平易近人的價格,同時可降低每度發電的模組與逆變器等成本消耗。

此外,每組併網的iPV追日系統的發電狀況都可透過應用程式(app)觀測,也可以直接透過上陽能源特別設置的網站追蹤每組系統的每日發電狀況。羅董事長在訪問時便用平板電腦直接展示位於日本兵庫縣500kW的專案四月中旬某日的發電情形,每kW的發電量已超過7度。

打平時的iPV追日系統。

推廣與農業合作:太陽綠金計畫

iPV追日系統在台灣與日本已商業化成功,有數座營運中的電站,同時也在中國寧海等地有測試電站。羅董事長表示,iPV追日系統除了可用於傳統式的地面型與屋頂型電站之外,還可與農業活動結合,亦即目前力推的「太陽綠金」計畫。

太陽綠金計畫藉著大型陣列底下的部分日照來調整農作物所需之日照強度。在合作農場內,上陽能源協助案主於地面建立網室或溫室,並於上方加蓋6kW發電量(24個模組)的iPV追日系統,藉此改變農村生態,將農業生產與太陽能發電結合。透過系統的避遮蔭效果,讓底下的農地形成半日照環境,可用來種植咖啡與可可等農作物。

羅董事長指出:「在雲林、嘉義、台南跟屏東這些地方,我們已經把iPV追日系統應用在養雞場和養菇場,還有全台第一座太陽能木耳農場。」

太陽綠金計畫的農業發電可供農場自用或透過躉購回售台電,一般民眾自備五百萬即可與上陽能源合作成立小型iPV太陽能電站。

iPV追日系統電站實例。

全球布局

iPV追日系統為上陽能源自行研發的產品,以商業化為目標,因此十分重視價格與性能優勢。羅董事長信心滿滿地表示:「上陽能源的iPV追日系統結構簡單、可靠、維護成本低,又有智慧控管,是目前全球最好的追日系統。搭配高轉換率的太陽能電池,整體的發電效率還會更高。」

上陽能源所設計、申請專利的iPV追日系統之零件由全球各地的零組件商生產、組裝,業務與規劃全球策略布局則由公司自行整合執行。上陽能源現階段的目標是讓全球客戶了解商品,將為三十家全球廠商分別提供一組3kW(60cells/12modules)的免費系統供參考使用。

而對於進入中國這個全球最大的太陽能市場,羅董事長指出,由於中國太陽能產品的價格偏低,因此需要透過示範建案的方式推銷;目前,上陽能源已在寧海等少數地區成立了示範建案。未來若要導入中國市場,初期將會把建案規格定在6~20MW之間。不過,iPV追日系統的目標不只在中國。羅董事長強調:「希望未來所有太陽能系統都採用追日系統。」

(照片來源:太陽光電)

announcements 線上投稿     mail 列印
Share