模組等級監控有效提升商業太陽能系統的維運

發佈日期: 2020 年 03 月 16 日 16:02 | 作者: | 分類: 產業資訊

伴隨系統的成熟以及商用太陽能系統試運轉的步調加快,市場認為太陽能系統遠不只是一種清潔能源。而是將太陽能系統視為需要嚴密管理的長期投資,以提升其投資報酬率與利潤。如同任何一種投資,增加營收與降低使用壽命成本為提升商用太陽能系統投資報酬率的兩種主要方式。

PR 值實際系統發電與透過輻照度及溫度計算出的潛在發電量之占比。維運活動的執行能使實際發電量更接近系統的理論的潛在發電。不過,提高系統發電量的幾種方法之一實際上在於設計與規劃的過程中。在分析系統方案時,系統業主應根據是否能在屋頂上建置更多模組而選擇系統。許多標準系統因設計上的限制,會減少屋頂上能安裝的模組數量,例如不允許不同的模組鋪排方式或串列長度,或是安裝在有遮擋部分陽光的物體的屋頂。因樹木及變電箱的原因,台灣地面型案場有時會因為物體遮擋產生遮蔭,而需要限制系統容量。選擇在設計上能克服這些阻礙,並能安裝更多模組的系統,商用太陽能系統從一開始就能帶來更高的利潤。

另一種改善商用系統PR值的重要方式就是將因模組失配導致的功率損失降至最低,進而提高系統發電量。系統業主及 EPC 可共同合作,藉由導入減緩模組失配及老化導致發電損失的技術,確保系統不受到環境變化、障礙物(例如天線架設、樹木成長等)及髒汙等因素影響,保障商用系統的未來運作。即使所有的太陽能系統都面臨模組失配的問題,但有部分特定的案場甚至更容易受影響,例如使用雙面模組且建置於如坡地、水面、或地層下陷區域等不平坦地形的案場。

模組層級電力電子 MPLE 技術,將發電損失侷限在受影響的模組,不會影響整個串列,進而最佳化每片模組的發電量。但不論能降低多少未來可能的損失,仍有出現需要更換缺失模組的可能性。若案場採用能以任何市售模組進行更換的技術,而非仰賴高額的模組庫存,則可進一步降低成本。

在維運層級上,對任何降低發電量的原因,快速地做出反應是提升系統發電時間的另一個重要因素。維運在過去曾是一項成本高,而且反應時間緩慢的工作。但隨著模組層級雲端監控的出現,系統能提供確切的系統問題警示,這種監控方式,讓維運服務業者能在舒適的辦公室進行電站分析及故障排除,減少往返電站的次數與在電站的停留時間,使此程序變得很簡單。曾經要花費大量人力進行「大海撈針」的維運過程,現在變成具有明確目標的工作。不僅能增加系統的發電時間,亦能提升維運效率,並降低成本。這就是為何在分析針對太陽能資產管理的維運解決方案時,特別重要的是瞭解如何能降低長期運轉成本。

舉例來說,憑藉此等模組層級監控,若模組有一個二極體失效,則自動警示將會通知維運業者。可輕鬆找出模組位置,並將螢幕截圖提供給模組製造商,以便提出保固求償。這表示在下一次到場服務期間,維運業者即可更換失效模組,而非只是為了瞭解問題。此種需要模組層級電力電子元件的監控方式通常不會由第三方提供。更重要的是,任何一種第三方監控服務都會增加成本,因而對系統的投資報酬率產生負面影響。

這些對營收及成本的影響,可能與一開始的變流器選擇直接相關。過去五年中,變流器選擇因其對BoS成本的影響而引起注意,最近則發現與系統發電量及維運費用有直接的關聯。這是因為變流器管理所有的系統發電量,並控制維運費用。舉例來說,SolarEdge 的直流優化變流器解決方案,在系統生命週期提供免費的雲端模組層級監控。不僅能消除 CAPEX 成本,亦可降低後續維護費用,並協助增加系統發電時間。

就系統發電量而言,節省成本的例子就是模組層級監控可提供比標準串列變流器高50倍的解析度。憑藉此等不僅包含系統及串列發電,而且還包含模組發電的分析,維運業者可提升其效率,同時提供更好的服務。預防性維護可在電腦上完成,進行修正性維護時,也不需要在現場停留太久並多次往返。根據我們的預估,維運成本約佔初始系統成本的 1-2%,而模組層級監控搭配遠端故障排除可將此成本降低 15-25%。更重要的是,這類監控解決方案提供投資人、銀行或電力公司等第三方通常會要求的性能報告。

基於這些因素,變流器選擇對商用太陽能系統的持續發電而言日漸重要。而隨著競爭加劇,變流器又是提升商用系統PR值的最佳方式,這些因素中的每一項都變得更為重要。因此,規劃如商用太陽能系統等大型投資時,瞭解在整個系統壽命期間,變流器如何能提高系統營收並降低成本至關重要。

(資料、首圖來源:SolarEdge

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