太陽能追日系統 + IoT,創造妥善率 99.9% 的高品質供電環境

作者 | 發布日期 2016 年 02 月 26 日 16:20 | 分類 太陽能 , 能源科技 follow us in feedly

太陽能市場逐漸臻於成熟,客戶對系統的要求不再僅止於價格是否划算,更希望擁有高品質、高穩定的電力來源。與之相關者,包含太陽能模組效率的提升,穩固的支架系統,還有完善的監控維護。當系統本身的發電效能越高,且運作越是穩定,就可帶來更好的收益。



以日本市場為例,在 2012 年推出再生能源特別措施法案後,日本躍升成為全球主要太陽能市場之一,但從今年起,需求將會逐漸降至穩定水準,能提高發電功效的高效產品、儲能設備、即時監控系統以及整合性的能源方案則會興起。日本將走入「質、量並重」的時代,意味著內部投報率(IRR)更高的高品質發電將成為市場顯學。

除了更高的模組發電效能外,若模組能如向日葵一般追著太陽轉動,就能有效提高每天的實際發電時數。如此一來,不僅能提升發電量,也將有助降低太陽能發電的間歇性,進而降低電網調節的壓力。

 

追日系統+監控設備=99.9% 妥善率

追日系統的妥善率往往令人擔憂。台灣太陽能廠 Big Sun Group 太陽光電集團旗下系統商 Topper Sun 上陽光電所研發的 iPV Tracker 經過全球各地兩千餘套追日系統的實證,擁有九成以上的妥善率。太陽光電集團進一步看到未來的監控需求,自主研發 iPVita 智慧電廠管理系統,更讓追日系統的妥善率提高到 99.9%。

iPV Tracker 為雙軸追日系統,採多方位十字軸設計,透過鋼索與滾輪來組成簡單、堅固的機械結構,是全球第一支可 360 度旋轉的追日系統。iPV Tracker 每五分鐘會自動調整角度來追蹤日光,年發電量平均可增加 30~40%,在極地甚至可讓發電量翻倍。iPV Tracker 已在世界各地取得實證,在強風、高落塵、多遮蔭與多雪地區,都能維持穩定的運轉功能。

為進一步強化系統端的服務,Big Sun 耗時 5 年自行研發智慧型監控裝置 iPVita,幫助電廠持有者或運維服務商即時了解案廠的狀況,提供更快速、精準的資訊以及所需的維護服務。Big Sun Group 董事長羅家慶點出,iPVita 是結合「物聯網」(IoT)概念的產品,每個 iPVita 可支援 12.5MW 的太陽能發電系統,最多可連結 50 項包含逆變器、AC 電表、儲能設備在內的機電裝置,藉著 IoT 概念來整合太陽能系統的資訊,並進行即時的遠端操控。

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「有了 iPVita 之後,我們的客戶、EPC 廠和 Big Sun 都可以即時了解案廠的狀況,藉此強化對客戶的服務。」羅家慶說明,客戶最在乎發電量,而 Big Sun 則透過對整體系統的掌握來達成客戶的需求。因此,與 iPVita 搭配的客戶端 App 呈現重點資料,詳細的系統運作資訊以及遠端控制功能,目前仍由 Big Sun 來管理。

只要所連接的裝置可發出資訊,iPVita 就能透過 Wi-Fi、3G / 4G 或衛星定位等通訊方式來確認系統現狀,進而進行遠端監控與遠端設定。所收集到的資料也將結合雲端大數據功能,為未來更精準的系統方案建議做準備。

iPVita 問世,打開了「Big Sun Group」這家公司的格局。原先以製造高效電池為主的 Big Sun,逐漸轉型為技術取向的 Big Sun,而今更邁向下游市場,開始推動整合服務。羅家慶解釋,研發 iPVita 是為了推出更完整、更長期的運維方案,藉此提高太陽能系統的發電效能,更能與 iPV Tracker 彼此發生相得益彰的加乘效果。

 

更高的實務發電小時,更高品質的供電

如果把 iPVita 和 iPV Tracker 互相結合,iPVita 可有效遠端控制所搭配的 iPV Solar Tracker,同時每天設定時間自動對時、調整系統角度,長期下來即可避免任何角度誤差,讓發電效能更上層樓。

羅家慶特別強調,未來的趨勢是「高品質供電」,這意味著高發電量,也意味著供電穩定。太陽能屬間歇性能源,即使不考慮日光強度的變化,固定式系統單日發電量也會隨著時間而有所改變,進而影響電網穩定性。但是用 iPV Tracker,就可以達成日間穩定供電。

何以見得?羅家慶演示目前裝設在台灣、日本、中國新疆、歐洲盧森堡等地的發電系統,說明:「iPV Tracker 的旋轉角度大,所以從清早太陽升起就可以開始發電,直到太陽下山。而且精準的定日功能也不受不同季節的不同日光角度影響,一年四季的白天都能發揮最大發電功效。」

羅家慶首先說明新疆特變的示範型專案案例。零故障率的 iPV Tracker 在上下午的發電量遠高於固定式系統,且更大的旋轉角度也讓發電量優於其他追日系統約 5-10%。根據實例統計,iPV Tracker 在緯度 45 度左右地區,年發電時數可達 1,359 小時,比固定式系統多了 65%;南北緯 60 度以上的高緯度地區年發電時數,更可增加 100% 以上。

羅家慶斷言,因為追日系統能夠提供穩定的日間發電功能,未來將因此取代固定式系統。有了 iPVita 等監控裝置的協助,更能將追日系統的功能發揮到極致。

全日供電的意義不僅止於更穩定的日間電流、更高的發電量,也將創造更高的售電收益。這個優勢,在中國與日本更加明顯。羅家慶舉例,中國大西部的電廠因電網容量問題而有限電措施,而日本也提出每年 360 小時不買電合約的辦法;這兩個政策目的相同,都是為了降低發電尖峰時期流入對電網的太陽能電力。如此一來將造成發電量高峰時期卻無法售電的情況,進而影響系統的 IRR。

如此一來,四季、全日都能穩定發電的追日系統,就成了保障售電收益,維持穩定 IRR 的最佳利器。iPV Tracker 的建置成本雖較固定式系統高了 8-11%,但在能保證穩定運轉的情況下,將可帶來 10 倍的發電收益。

 

電廠經驗:過去與未來

從一支、一支的測試用系統開始,iPV Tracker 足跡已從家鄉台灣走入歐洲、美國、日本、中國等主要市場,在四十餘個國家擁有專利,也被認定為具有國際競爭性的追日系統。Big Sun 目前在中國的合作夥伴已包含隆基、艾康、中環環歐、天合光能等一線大廠,同時也在全球取得數百 MW 的合作訂單。

日本是 Big Sun 相當重視的市場。日本除了像台灣一樣容易有颱風、地震,冬季時會下雪,但這些情況都不影響 iPV Tracker 的運作。到今年第一季為止,Big Sun 已在日本取得 6.2MW 的案廠量,今年可望挑戰 20MW。由於日本已逐漸邁向成熟市場,因此 Big Sun 也看準日本對「高品質發電」的需求,推動搭配 iPVita 的系統方案。

羅家慶說:「雖然我們目前的系統案規模都不大,但我們重視個別案件的成功,並吸取經驗、進行改善,為未來的案廠做準備。」Big Sun 指出,公司以大型電站為發展方向,而全日穩定供電則是 Big Sun 的目標。前者透過吸取現有的經驗來陸續推動,後者則須搭配儲能設備。

為此,Big Sun 也已展開大型電廠級儲能裝置的研發腳步,且會採用非鋰電池的技術。雖然羅家慶暫且保留儲能裝置的研發現況,但有了 iPV Tracker、iPVita 的經驗,Big Sun 已逐漸成為市場、產品、技術成熟的公司,讓人更加期待整合性能源方案正式問世的那日到來。

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