太阳能市场逐渐臻于成熟,客户对系统的要求不再仅止于价格是否划算,更希望拥有高品质、高稳定的电力来源。与之相关者,包含太阳能模组效率的提升,稳固的支架系统,还有完善的监控维护。当系统本身的发电效能越高,且运作越是稳定,就可带来更好的收益。
以日本市场为例,在 2012 年推出再生能源特别措施法案后,日本跃升成为全球主要太阳能市场之一,但从今年起,需求将会逐渐降至稳定水准,能提高发电功效的高效产品、储能设备、即时监控系统以及整合性的能源方案则会兴起。日本将走入“质、量并重”的时代,意味着内部投报率(IRR)更高的高品质发电将成为市场显学。
除了更高的模组发电效能外,若模组能如向日葵一般追着太阳转动,就能有效提高每天的实际发电时数。如此一来,不仅能提升发电量,也将有助降低太阳能发电的间歇性,进而降低电网调节的压力。
追日系统+监控设备=99.9% 妥善率追日系统的妥善率往往令人担忧。台湾太阳能厂 Big Sun Group 太阳光电集团旗下系统商 Topper Sun 上阳光电所研发的 iPV Tracker 经过全球各地两千余套追日系统的实证,拥有九成以上的妥善率。太阳光电集团进一步看到未来的监控需求,自主研发 iPVita 智能电厂管理系统,更让追日系统的妥善率提高到 99.9%。
iPV Tracker 为双轴追日系统,采多方位十字轴设计,透过钢索与滚轮来组成简单、坚固的机械结构,是全球第一支可 360 度旋转的追日系统。iPV Tracker 每五分钟会自动调整角度来追踪日光,年发电量平均可增加 30~40%,在极地甚至可让发电量翻倍。iPV Tracker 已在世界各地取得实证,在强风、高落尘、多遮荫与多雪地区,都能维持稳定的运转功能。
为进一步强化系统端的服务,Big Sun 耗时 5 年自行研发智能监控设备 iPVita,帮助电厂持有者或运维服务商即时了解案厂的状况,提供更快速、精准的资讯以及所需的维护服务。Big Sun Group 董事长罗家庆点出,iPVita 是结合“物联网”(IoT)概念的产品,每个 iPVita 可支持 12.5MW 的太阳能发电系统,最多可链接 50 项包含逆变器、AC 电表、储能设备在内的机电设备,藉着 IoT 概念来整合太阳能系统的资讯,并进行即时的远端操控。
“有了 iPVita 之后,我们的客户、EPC 厂和 Big Sun 都可以即时了解案厂的状况,藉此强化对客户的服务。”罗家庆说明,客户最在乎发电量,而 Big Sun 则透过对整体系统的掌握来达成客户的需求。因此,与 iPVita 搭配的客户端 App 呈现重点资料,详细的系统运作资讯以及远端控制功能,目前仍由 Big Sun 来管理。
只要所连接的设备可发出资讯,iPVita 就能透过 Wi-Fi、3G / 4G 或卫星定位等通讯方式来确认系统现状,进而进行远端监控与远端设定。所收集到的资料也将结合云端大数据功能,为未来更精准的系统方案建议做准备。
iPVita 问世,打开了“Big Sun Group”这家公司的格局。原先以制造高效电池为主的 Big Sun,逐渐转型为技术取向的 Big Sun,而今更迈向下游市场,开始推动整合服务。罗家庆解释,研发 iPVita 是为了推出更完整、更长期的运维方案,藉此提高太阳能系统的发电效能,更能与 iPV Tracker 彼此发生相得益彰的加乘效果。
更高的实务发电小时,更高品质的供电如果把 iPVita 和 iPV Tracker 互相结合,iPVita 可有效远端控制所搭配的 iPV Solar Tracker,同时每天设定时间自动对时、调整系统角度,长期下来即可避免任何角度误差,让发电效能更上层楼。
罗家庆特别强调,未来的趋势是“高品质供电”,这意味着高发电量,也意味着供电稳定。太阳能属间歇性能源,即使不考虑日光强度的变化,固定式系统单日发电量也会随着时间而有所改变,进而影响电网稳定性。但是用 iPV Tracker,就可以达成日间稳定供电。
何以见得?罗家庆演示目前装设在台湾、日本、中国新疆、欧洲卢森堡等地的发电系统,说明:“iPV Tracker 的旋转角度大,所以从清早太阳升起就可以开始发电,直到太阳下山。而且精准的定日功能也不受不同季节的不同日光角度影响,一年四季的白天都能发挥最大发电功效。”
罗家庆首先说明新疆特变的示范型专案案例。零故障率的 iPV Tracker 在上下午的发电量远高于固定式系统,且更大的旋转角度也让发电量优于其他追日系统约 5-10%。根据实例统计,iPV Tracker 在纬度 45 度左右地区,年发电时数可达 1,359 小时,比固定式系统多了 65%;南北纬 60 度以上的高纬度地区年发电时数,更可增加 100% 以上。
罗家庆断言,因为追日系统能够提供稳定的日间发电功能,未来将因此取代固定式系统。有了 iPVita 等监控设备的协助,更能将追日系统的功能发挥到极致。
全日供电的意义不仅止于更稳定的日间电流、更高的发电量,也将创造更高的售电收益。这个优势,在中国与日本更加明显。罗家庆举例,中国大西部的电厂因电网容量问题而有限电措施,而日本也提出每年 360 小时不买电合约的办法;这两个政策目的相同,都是为了降低发电尖峰时期流入对电网的太阳能电力。如此一来将造成发电量高峰时期却无法售电的情况,进而影响系统的 IRR。
如此一来,四季、全日都能稳定发电的追日系统,就成了保障售电收益,维持稳定 IRR 的最佳利器。iPV Tracker 的建置成本虽较固定式系统高了 8-11%,但在能保证稳定运转的情况下,将可带来 10 倍的发电收益。
电厂经验:过去与未来从一支、一支的测试用系统开始,iPV Tracker 足迹已从家乡台湾走入欧洲、美国、日本、中国等主要市场,在四十余个国家拥有专利,也被认定为具有国际竞争性的追日系统。Big Sun 目前在中国的合作伙伴已包含隆基、艾康、中环环欧、天合光能等一线大厂,同时也在全球取得数百 MW 的合作订单。
日本是 Big Sun 相当重视的市场。日本除了像台湾一样容易有台风、地震,冬季时会下雪,但这些情况都不影响 iPV Tracker 的运作。到今年第一季为止,Big Sun 已在日本取得 6.2MW 的案厂量,今年可望挑战 20MW。由于日本已逐渐迈向成熟市场,因此 Big Sun 也看准日本对“高品质发电”的需求,推动搭配 iPVita 的系统方案。
罗家庆说:“虽然我们目前的系统案规模都不大,但我们重视个别案件的成功,并吸取经验、进行改善,为未来的案厂做准备。”Big Sun 指出,公司以大型电站为发展方向,而全日稳定供电则是 Big Sun 的目标。前者透过吸取现有的经验来陆续推动,后者则须搭配储能设备。
为此,Big Sun 也已展开大型电厂级储能设备的研发脚步,且会采用非锂电池的技术。虽然罗家庆暂且保留储能设备的研发现况,但有了 iPV Tracker、iPVita 的经验,Big Sun 已逐渐成为市场、产品、技术成熟的公司,让人更加期待整合性能源方案正式问世的那日到来。
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