太陽能逆變器全球麵麵觀
發布時間:2010-10-14 來源:台灣區電機電子工業同業公會電子報
太陽能逆變器的市場機遇和挑戰:
- 先進國家促進太陽光電係統發展
- 發電效率低,逆變器守住電能損耗
- 逆變器成長強,各國發展各有差異
- 環境模擬成太陽能發電幕後功臣
- 係統整合趨勢已然
太陽能逆變器的市場數據:
- 目前結晶矽發電效率仍低於20%
- 低功率逆變器年複合成長率高達50%
太(tai)陽(陽)能(neng)產(產)業(業)所(suo)能(neng)涵(han)蓋(蓋)的(de)範(範)圍(圍)相(xiang)當(當)廣(廣)泛(fan),從(從)上(shang)遊(you)的(de)發(發)電(電)技(ji)術(術)到(dao)下(xia)遊(you)的(de)係(xi)統(統)整(zheng)合(he)服(fu)務(務),都(dou)有(you)許(許)多(duo)值(zhi)得(de)討(討)論(論)的(de)地(di)方(fang),然(ran)而(er),不(bu)論(論)是(shi)結(結)晶(jing)矽(xi)或(huo)是(shi)矽(xi)薄膜技術等,各類發電技術都不斷在成本與發電效率上希望有更進一步的突破,但後續的係統效能、管理與監控等,卻也是整體係統中不可忽視的部份,此次專題,將從政策麵、太陽能逆變器、MPPT(Maximum Point Power Tracking;最大功率追蹤技術)與半導體產業現況等,作一概括式的探討。
風力、潮(chao)汐(xi)或(huo)是(shi)太(tai)陽(陽)能(neng)等(deng)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan),全(quan)球(qiu)各(ge)國(國)政(zheng)府(fu)皆(jie)依(yi)其(qi)自(zi)有(you)的(de)天(tian)然(ran)資(資)源(yuan)現(現)況(況),各(ge)自(zi)提(ti)出(chu)相(xiang)關(關)政(zheng)策(ce),最(zui)主(zhu)要(yao)的(de)原(yuan)因(yin),仍(reng)然(ran)在(zai)於(yu)使(shi)用(yong)石(shi)油(you)後(hou)的(de)產(產)物(wu)如(ru)濃(濃)煙(煙)、油汙等對於環境的嚴重破壞,再者,石油存量畢竟有限,必須盡快找出替代方案以解決未來石油不足之問題。
亦yi有you相xiang關關人ren士shi認認為為,核he能neng發發電電不bu僅僅建jian置zhi成cheng本ben高gao,幅fu射she線線亦yi對對人ren體體有you害hai,雖雖然ran有you完wan善shan的de保bao護護措cuo施shi,若ruo一yi旦dan發發生sheng公gong安an問問題題,對對於yu周zhou圍圍生sheng態態將將會會造zao成cheng重zhong大da傷傷害hai。考kao量liang到dao諸諸多duo因yin素su之zhi下xia,再zai生sheng能neng源yuan的de發發展zhan便bian成cheng為為時時下xia相xiang當當熱熱門門的de話話題題。
先進國家政策帶頭 太陽光電係統比例漸增
在半導體技術領先的國家或是區域,太陽能發電在眾多再生能源中,成為產官學研努力的首要目標,像是德國、xibanya與ribendeng國jiadou對yutai陽neng發電doutouruxiang當duode資yuan,mei國zai歐ba馬shangrenhou,yiyou擬dingtai陽nengdengzaishengnengyuanxiang關zhengce,xiwang帶動國內產業與經濟復甦。
國際研究暨顧問機構Gartner與太陽能電力協會(Solar Electric Power Association,SEPA)合作的調查報告指出,在美國公共事業單位中,已有44%的比例開始使用太陽光電資源,另外則有33%則考慮未來五年內會開始採用太陽光電發電係統。在德國方麵,75%受訪的公共事業單位目前已在能源組合中納入太陽光電係統。另外也有15%的比例,表示考慮在未來五年內採用太陽光電係統。這情況大致反映了德國政府過去10年來支持可再生能源所做的努力。由此可見,目前各國政府仍然是扮演再生能源產業發展的重要推手。
發電效率仍有瓶頸 逆變器守住電能損耗
bu過,zaige國zhengfudetuibozhu瀾xia,tai陽neng產業雖rancheng現yipianxinxinxiang榮demianmao,dan問題zaiyu,jibianshimuqianzui為pubiande結jingxi發電ji術,qi發電xiaolvrengdiyu20%,雖然各技術陣營不斷尋求技術突破,但畢竟需要龐大資金與時間來換取,不僅曠日廢時,在資金的投入上也相當驚人。
就太陽能整體係統的角度來思考,扣除發電係統不談,後續的逆變器係統,佔整體發電成本約10至15%的成本左右,雖然比例不高,但在整體係統中亦是相當重要的一環。(圖1)便指出,各國政府採取補貼政策,連帶使太陽能逆變器的需求大增,不過,由於各類發電技術的轉換效率都不到20%,yincihou續deni變qixi統de轉換xiaolvdebiao現jiuxiang當zhongyao,ruheyouxiaobaozhu發電xi統de電neng,並jiayi轉換,jiushini變qixi統xiang當zhongyaode課題。

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逆變器成長強 各國發展各有差異
高gao鴻鴻翔xiang進進一yi步bu談談到dao,逆ni變變器qi係xi統統的de發發展zhan狀狀況況大da致zhi上shang與與全quan球qiu太tai陽陽能neng光guang電電市shi場場發發展zhan同tong步bu,在zai地di域yu性xing上shang,仍reng以yi歐歐洲zhou地di區區為為主zhu,若ruo以yi全quan球qiu各ge大da逆ni變變器qi廠廠商shang的de產產能neng規規模mo表biao現現來來看kan,目mu前qian排pai名ming前qian五wu名ming的de業業者zhe皆jie為為歐歐洲zhou業業者zhe,其qi中zhong德de國國業業者zhe亦yi佔佔了le三san個個名ming額額,這這也ye大da略lve也ye說說明ming了le歐歐洲zhou地di區區對對於yu太tai陽陽能neng發發電電產產業業的de重zhong視視程cheng度du遠遠高gao於yu其qi他ta地di區區(表一)。

若以發電功率而言,高鴻翔也表示,低功率逆變器在未來五年的年複合成長率高達50%,至於在中功率方麵,也就是一般住家或是企業屋頂的發電用的逆變器係統,則約為30%,在大功率方麵,也就是發電廠等級所使用的逆變器,則有20%的表現。
施耐德電機市場行銷部產品經理龔柏丞(圖2)談dao,ruoyiyibanzhujia與電廠兩種deng級deni變qi發zhan來kan,雖rangonglvdeng級butong,danyouyuge國zhengfuyiqigezide國qingjieyoubutongde補zhuzhengce,諸ru賣電jiaoyihuoshiqita補zhudeng,yincizheng體來kan,yibanzhuzhaihuoshi電廠deng級deni變qixi統jieyouxiang當ming顯decheng長,zhishiyinzhengcebutongde緣gu,ge國ni變qixi統decheng長狀況ye會yousuocha異。
龔baicheng強調,yiban樓yude發電xi統,youyujianzhimian積budade緣gu,ruoyao讓zhengfu進xinghui購,shixiang對bufuchengbenxiaoyide,yimei國de發zhan現況eryan,時changke見daojianzhi規mo與mian積xiang當龐dadetai陽neng發電xi統de實際anli,qizui終mude,rengranshiyaojiangdi發電de單weichengben,yifuhe實際營運xuqiu。廣faneryan,muqiantai陽neng發電de應yong領yushang,rengranshiyi電廠juduo,gu較bukao慮儲neng應yong,zhiyuzaipian遠di區,dabufenyouyuju離較遠,yong電youxiandeqing況xia,儲nengxi統cai會youbi較dade發揮kong間。
就歐美的法規麵來說,由於美國法令強製將變壓器導入在逆變器係統中,因此在轉換效率較歐規係統為低,普遍在95%zuoyou,bu過ciyi規dingkeyizaixi統運zuo時,bimianxi統yin過dade電壓ershoudaoying響,對yuni變qieryan,youbao護degongnengxingcunzai。dan從xi統xiaolv來kan,95%可說是基本的門檻,一般逆變器的業者皆有能力可以達到此一水準。
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環境模擬成太陽能發電幕後功臣
美國國家儀器行銷業務暨綠能專案工程師林廣哲(圖3)指zhi出chu,太tai陽陽能neng發發電電係xi統統自zi上shang遊you發發電電技ji術術到dao整zheng體體係xi統統的de整zheng合he,其qi過過程cheng需xu要yao注zhu意yi到dao很hen多duo的de環環節節,就jiu量liang測測業業者zhe的de角jiao度du來來看kan,不bu論論是shi從從結結晶jing矽xi或huo是shi薄bo膜mo等deng發發電電技ji術術來來看kan,雖雖然ran發發電電效xiao率lv與與技ji術術成cheng本ben不bu同tong,係xi統統業業者zhe在zai技ji術術選選擇擇上shang,仍reng需xu視視當當地di環環境jing狀狀況況,選選擇擇最zui為為適適宜yi的de解jie決決方fang案an為為優優先xian。

就現行的太陽能發電的各類技術而言,不論是結晶矽、bomohuoshishenhua鎵dengji術,zaizheng體xi統wanchengjianzhihou,xi統reng須針對實際環jingzuochuyouxiao偵測,yi讓發電xi統隨時處yu發電xiaolvdezuigaofeng,來jiangdi發電chengben。
以(yi)聚(ju)光(guang)型(xing)太(tai)陽(陽)能(neng)電(電)池(chi)來(來)說(說),雖(雖)然(ran)其(qi)發(發)電(電)技(ji)術(術)採(採)用(yong)砷(shen)化(hua)鎵(鎵)來(來)發(發)電(電),但(dan)由(you)於(yu)採(採)用(yong)追(zhui)日(ri)係(xi)統(統),整(zheng)體(體)係(xi)統(統)便(bian)可(ke)時(時)時(時)處(處)在(zai)轉(轉)換(換)效(xiao)率(lv)的(de)高(gao)峰(feng)。在(zai)係(xi)統(統)設(設)計(計)上(shang),就(jiu)必(bi)須(須)針(針)對(對)當(當)地(di)環(環)境(jing)的(de)氣(氣)候(hou)資(資)料(liao),如(ru)溫(溫)度(du)、溼度、日照強度、日射角度等,作有效的收集,以讓係統進行有效的環境模擬,同時觀察發電係統的I/V曲線(電流/電壓)的變化並加以記錄。因此,不同的環境因素,對於太陽能發電係統來說,就成為最為重要的關鍵。
係統整合趨勢已然 台灣業者亦有一席之地
綜觀整個太陽能產業,從最上遊的原料提煉、發發電電技ji術術的de突tu破po到dao最zui下xia遊you的de係xi統統服fu務務,幾幾乎hu台tai灣灣業業者zhe皆jie有you參參與與其qi中zhong。高gao鴻鴻翔xiang便bian提ti到dao,台tai灣灣逆ni變變器qi業業者zhe在zai資資訊訊產產業業發發展zhan的de基ji礎礎上shang,從從桌zhuo上shang型xing、筆記型逆變器與UPS,隨著全球太陽光電市場成長而跨入太陽能逆變器領域。
雖(雖)然(ran)在(zai)製(製)造(zao)與(與)係(xi)統(統)整(zheng)合(he)上(shang)的(de)難(難)度(du)不(bu)高(gao),台(tai)灣(灣)亦(yi)有(you)業(業)者(zhe)扮(ban)演(yan)代(dai)工(gong)角(jiao)色(se),但(dan)不(bu)管(guan)為(為)何(he),由(you)於(yu)各(ge)國(國)法(fa)令(ling)不(bu)一(yi)而(er)足(zu),如(ru)何(he)了(le)解(jie)各(ge)國(國)當(當)地(di)法(fa)令(ling)限(xian)製(zhi)並(並)進(進)一(yi)步(bu)提(ti)供(gong)合(he)適(適)係(xi)統(統)與(與)服(fu)務(務),像(xiang)是(shi)提(ti)供(gong)25年左右的保固期,取得認證等便成為台灣業者需要麵臨的課題。
龔baichengzhichu,tai灣業zhede業務xing態yixiang絕daduo數jieyiwai銷為zhuyao,youyu發電mo組佔zheng體xi統chengbendebili較gao,tai灣yiyou許duo發電mo組業zheyiyu與ni變qi業zhehezuo,zhenghechengwanzhengde發電xi統(圖4),向xiang國國外wai銷銷售shou,因yin此ci,施shi耐nai德de電電機機也ye有you與與一yi些xie台tai灣灣業業者zhe的de合he作zuo計計畫畫在zai執執行xing,對對施shi耐nai德de電電機機來來說說,若ruo隻zhi以yi代dai理li商shang與與台tai灣灣業業者zhe合he作zuo,台tai灣灣方fang麵mian不bu僅僅在zai相xiang關關技ji術術的de整zheng合he上shang相xiang對對費費時時,對對於yu國國外wai狀狀況況的de掌zhang握wo也ye相xiang對對不bu易yi,直zhi接jie在zai台tai灣灣設設立li分fen公gong司si,與與台tai灣灣業業者zhe作zuo進進一yi步bu的de討討論論,反fan而er是shi有you效xiao率lv的de方fang式shi。同tong時時,施shi耐nai德de電電機機也ye會會提ti供gong在zai全quan球qiu的de服fu務務經經驗驗供gong台tai灣灣業業者zhe參參考kao。

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