太陽能光伏發電系統建置及維護 研習講義

報告人張瑞豐工學博士國立臺北科技大學 兼任助理教授桃園創新技術學院 兼任助理教授綠科國際股份有限公司 總經理

日期 2014313

臺北市士林區芝山國民小學

1

單元一 太陽能光伏發電系統

規劃設計建置及工程管理

簡介

2

一大 綱( 一 ) 名詞說明( 二 ) 太陽能光伏發電系統發電原理及組成( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統在規劃設計

及建置階段常面臨的問題及解決之道( 四 ) 規劃設計建置流程及系統組件參數計算

( 五 ) 工程管理

3

( 一 ) 名詞說明

4

111 名詞說明bull 太陽能光伏發電系統 (Solar Photovoltaic System) 以太陽能 電池陣列 (Solar PV Array) 為主之再生能源發電系統bull 太陽能電池模組 (module) 以多數的太陽能電池單元 (Solar Cell) 經由串聯併聯接線及封裝而製成之光伏發電器件bull 太陽能電池組列 (Solar PV Array) 以太陽能電池模組經排 列安裝定位及串聯併聯配線組成之光伏發電系統組件bull 大氣光程（ Air Mass AM） 太陽光束通過地球大氣層之長 度 h 與太陽在正上方時太陽光束通過大氣層到海平面

上 一點之長度 h0的相比值 ( AM15 ) bull 最大輸出功率 (Maximum power Pmax) 太陽能電池模組或 組列於標準測試條件之下最大輸出功率bull 標準測試條件（ Standard Test Conditions STC） 在太陽 電池模組測試時所使用之參考值即電池溫度為 25度

C 平面（ in-plane ）日照強度為 1000Wm2 及太陽參考

光譜 （空氣大氣光程 AM ）為 15

5

6

bull 最大輸出功率電壓 (Maximum power voltage Vmax) 太陽電池模板或組列於最大輸出功率時之電壓值

bull 仟峰瓦 (kWp) 以仟瓦為單位之太陽電池組列最大輸出功率

bull 開路電壓 (Open circuit voltage Voc) 太陽電池模板或組列於標準測試條件之下開路電壓值 ( 電流為零 )

bull 短路電流 (Short circuit current Isc) 太陽電池模板或組列於標準測試條件之下短路電流值 ( 電壓為零 )

bull 最大功率追蹤 (Maximum Power Point Tracking MPPT ) 直 交流轉換器以不斷調整輸入電壓或電流之方式使太陽電池組列可隨時保持在最大功率輸出之功能

112 名詞說明

113 太陽光譜

7

114 大氣光程 AM（ Air Mass ）

8

( 二 ) 太陽能光伏發電系統發電原理及組成

9

121 太陽能光伏發電系統總覽

10

11

122 太陽電池種類

資料來源綠色能源產業資訊網

123 太陽能光伏發電系統定義bull 將許多太陽能電池單元（ Solar Cell ）以串聯及並聯接線及組裝

後成為太陽能電池模組（Module ）由數個太陽能電池模組組合後而形成太陽能電池陣列（ Array ）建構成為太陽能光電轉換裝置加上儲電能裝置直流 - 交流電能轉換器及監控系統等相關器件裝置及設備之硬體 軟體及韌體共同匹配組成一個發電系統一般稱為太陽能光伏發電系統 (Solar Photovoltaic System) 又稱為 PV 發電系統在台灣地區稱為太陽光電發電系統

單元（ Solar Cell ）

模組（Module ）

陣列（ Array ）

12

124 太陽能光伏基本發電原理利用太陽能電池單元 (Solar Cell) 的光生伏打發電效應將由日照輸入的太陽光能 (Light Energy) 強度直接轉換成電能 (Electric Energy) 輸出稱為太陽能光電發電又稱為太陽能光伏發電系統（ Photovoltaic Power Generating System 簡稱 PV 系統） 太陽能電池單元是由 PN 半導體元件組成將數片太陽能電池單元相互連接在一起就可組成單片式之小型中型或大型的太陽能電池模組 (Solar Module) 或模板 (Solar Panel) 其發電功率輸出可由數瓦 (Watt) 到數百瓦 將許多片太陽能電池模組或模板以串聯及並聯相互連接在一起就可組成群組式之小型中型或大型的太陽能電池模組或模板陣列 (Array) 其發電功率輸出可由數百峰千瓦 (kWp) 到數兆峰瓦 (MWp)

13

利用太陽能電池模組或陣列將太陽光能直接轉換成直流電能輸出此直流電能再經由電能穩壓器及電能轉換器轉換成穩定的直流或交流電力以供應外部負載用電 為了使變流器達到較高的轉換效率及增加太陽能電池的使用效率一般使用昇降壓型的直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 隨時對太陽能電池模組或陣列做最大功率點追蹤(MPPT) 及自動控制調整以提升太陽能電池的光電能轉換效率經由直流 - 直流轉換器昇降穩定直流電壓後提供直流用電或再透過直流對交流轉換器（變流器 Inverter ）轉換為交流電力提供給外部負載端之交流用電

125 太陽能光伏發電系統功能

14

126 小型家用發電系統

15

上圖所示為小型家用發電系統 (Small Home System SHS)由太陽能光電板產生電力其所產生之直流電透過電力轉換器充入電池然後將直流電轉換成交流電立即可提供負載之電器使用架構包含有太陽能光電板電池電力轉換器本產品為一個多功能的電力轉換器有別於傳統轉換器將 MPPT 充電器及直交流轉換器集於一機提供 DC12V DC ５Ｖ AC110V 多選擇負載用電應用範圍包括電腦通訊旅行家庭娛樂露營緊急用電等等應用

電力轉換器( 電力調節器 )

(Inverter Power

Conditioner)

蓄電池組列 (Batteries)

127 太陽能光伏發電系統主要元件器件 (gt1 kWp)

太陽光伏發電系統

太陽電池單元 (Solar Cell )

太陽電池模板(PV Module)

太陽電池組列(PV Array)

16

17

128 直流配電箱接線圖

18

129 直流配電箱內部元件配置

阻絕二極體

突波吸收器

1210 住宅併聯型光伏發電系統組件配置示意圖

住宅用市電併聯型太陽能光伏發電系統是經由系統的規劃設計透過功率調節器 ( 包括逆變器及市電並聯保護裝置等功能 ) 結合太陽電池模組陣列經由現場架設管線交直流接線箱配電箱及電表等元件器件和機電工程施工技術相互整合建置的一體化系統

19

1211 光伏發電系統規劃設計及工程建置 主要元件器件規劃設計及工程建置項目

20

負 正

負 正

日光照射 日光照射 日光照射 日光照射

電子流 電流負 正電子 電洞

=gt 化學能 電能

=gt 光能 電能

化學反應化學藥品

半導體 矽 (p )型

pn接面

電池串聯

+

+

+

_

_

_

__ _

+ + +模組

05V~06V

1212 太陽能電池單元（ Solar Cell ）

Front side is negative

21

1213 太陽能電池陣列電路接線示意圖

防止逆流元件

避雷元件

開關單元

太陽能電池陣列 太陽能電池陣列

22

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

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1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

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( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

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142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

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147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

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148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

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149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

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A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

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149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

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149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

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二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

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6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

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233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

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234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

單元一 太陽能光伏發電系統

規劃設計建置及工程管理

簡介

2

一大 綱( 一 ) 名詞說明( 二 ) 太陽能光伏發電系統發電原理及組成( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統在規劃設計

及建置階段常面臨的問題及解決之道( 四 ) 規劃設計建置流程及系統組件參數計算

( 五 ) 工程管理

3

( 一 ) 名詞說明

4

111 名詞說明bull 太陽能光伏發電系統 (Solar Photovoltaic System) 以太陽能 電池陣列 (Solar PV Array) 為主之再生能源發電系統bull 太陽能電池模組 (module) 以多數的太陽能電池單元 (Solar Cell) 經由串聯併聯接線及封裝而製成之光伏發電器件bull 太陽能電池組列 (Solar PV Array) 以太陽能電池模組經排 列安裝定位及串聯併聯配線組成之光伏發電系統組件bull 大氣光程（ Air Mass AM） 太陽光束通過地球大氣層之長 度 h 與太陽在正上方時太陽光束通過大氣層到海平面

上 一點之長度 h0的相比值 ( AM15 ) bull 最大輸出功率 (Maximum power Pmax) 太陽能電池模組或 組列於標準測試條件之下最大輸出功率bull 標準測試條件（ Standard Test Conditions STC） 在太陽 電池模組測試時所使用之參考值即電池溫度為 25度

C 平面（ in-plane ）日照強度為 1000Wm2 及太陽參考

光譜 （空氣大氣光程 AM ）為 15

5

6

bull 最大輸出功率電壓 (Maximum power voltage Vmax) 太陽電池模板或組列於最大輸出功率時之電壓值

bull 仟峰瓦 (kWp) 以仟瓦為單位之太陽電池組列最大輸出功率

bull 開路電壓 (Open circuit voltage Voc) 太陽電池模板或組列於標準測試條件之下開路電壓值 ( 電流為零 )

bull 短路電流 (Short circuit current Isc) 太陽電池模板或組列於標準測試條件之下短路電流值 ( 電壓為零 )

bull 最大功率追蹤 (Maximum Power Point Tracking MPPT ) 直 交流轉換器以不斷調整輸入電壓或電流之方式使太陽電池組列可隨時保持在最大功率輸出之功能

112 名詞說明

113 太陽光譜

7

114 大氣光程 AM（ Air Mass ）

8

( 二 ) 太陽能光伏發電系統發電原理及組成

9

121 太陽能光伏發電系統總覽

10

11

122 太陽電池種類

資料來源綠色能源產業資訊網

123 太陽能光伏發電系統定義bull 將許多太陽能電池單元（ Solar Cell ）以串聯及並聯接線及組裝

後成為太陽能電池模組（Module ）由數個太陽能電池模組組合後而形成太陽能電池陣列（ Array ）建構成為太陽能光電轉換裝置加上儲電能裝置直流 - 交流電能轉換器及監控系統等相關器件裝置及設備之硬體 軟體及韌體共同匹配組成一個發電系統一般稱為太陽能光伏發電系統 (Solar Photovoltaic System) 又稱為 PV 發電系統在台灣地區稱為太陽光電發電系統

單元（ Solar Cell ）

模組（Module ）

陣列（ Array ）

12

124 太陽能光伏基本發電原理利用太陽能電池單元 (Solar Cell) 的光生伏打發電效應將由日照輸入的太陽光能 (Light Energy) 強度直接轉換成電能 (Electric Energy) 輸出稱為太陽能光電發電又稱為太陽能光伏發電系統（ Photovoltaic Power Generating System 簡稱 PV 系統） 太陽能電池單元是由 PN 半導體元件組成將數片太陽能電池單元相互連接在一起就可組成單片式之小型中型或大型的太陽能電池模組 (Solar Module) 或模板 (Solar Panel) 其發電功率輸出可由數瓦 (Watt) 到數百瓦 將許多片太陽能電池模組或模板以串聯及並聯相互連接在一起就可組成群組式之小型中型或大型的太陽能電池模組或模板陣列 (Array) 其發電功率輸出可由數百峰千瓦 (kWp) 到數兆峰瓦 (MWp)

13

利用太陽能電池模組或陣列將太陽光能直接轉換成直流電能輸出此直流電能再經由電能穩壓器及電能轉換器轉換成穩定的直流或交流電力以供應外部負載用電 為了使變流器達到較高的轉換效率及增加太陽能電池的使用效率一般使用昇降壓型的直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 隨時對太陽能電池模組或陣列做最大功率點追蹤(MPPT) 及自動控制調整以提升太陽能電池的光電能轉換效率經由直流 - 直流轉換器昇降穩定直流電壓後提供直流用電或再透過直流對交流轉換器（變流器 Inverter ）轉換為交流電力提供給外部負載端之交流用電

125 太陽能光伏發電系統功能

14

126 小型家用發電系統

15

上圖所示為小型家用發電系統 (Small Home System SHS)由太陽能光電板產生電力其所產生之直流電透過電力轉換器充入電池然後將直流電轉換成交流電立即可提供負載之電器使用架構包含有太陽能光電板電池電力轉換器本產品為一個多功能的電力轉換器有別於傳統轉換器將 MPPT 充電器及直交流轉換器集於一機提供 DC12V DC ５Ｖ AC110V 多選擇負載用電應用範圍包括電腦通訊旅行家庭娛樂露營緊急用電等等應用

電力轉換器( 電力調節器 )

(Inverter Power

Conditioner)

蓄電池組列 (Batteries)

127 太陽能光伏發電系統主要元件器件 (gt1 kWp)

太陽光伏發電系統

太陽電池單元 (Solar Cell )

太陽電池模板(PV Module)

太陽電池組列(PV Array)

16

17

128 直流配電箱接線圖

18

129 直流配電箱內部元件配置

阻絕二極體

突波吸收器

1210 住宅併聯型光伏發電系統組件配置示意圖

住宅用市電併聯型太陽能光伏發電系統是經由系統的規劃設計透過功率調節器 ( 包括逆變器及市電並聯保護裝置等功能 ) 結合太陽電池模組陣列經由現場架設管線交直流接線箱配電箱及電表等元件器件和機電工程施工技術相互整合建置的一體化系統

19

1211 光伏發電系統規劃設計及工程建置 主要元件器件規劃設計及工程建置項目

20

負 正

負 正

日光照射 日光照射 日光照射 日光照射

電子流 電流負 正電子 電洞

=gt 化學能 電能

=gt 光能 電能

化學反應化學藥品

半導體 矽 (p )型

pn接面

電池串聯

+

+

+

_

_

_

__ _

+ + +模組

05V~06V

1212 太陽能電池單元（ Solar Cell ）

Front side is negative

21

1213 太陽能電池陣列電路接線示意圖

防止逆流元件

避雷元件

開關單元

太陽能電池陣列 太陽能電池陣列

22

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

一大 綱( 一 ) 名詞說明( 二 ) 太陽能光伏發電系統發電原理及組成( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統在規劃設計

及建置階段常面臨的問題及解決之道( 四 ) 規劃設計建置流程及系統組件參數計算

( 五 ) 工程管理

3

( 一 ) 名詞說明

4

111 名詞說明bull 太陽能光伏發電系統 (Solar Photovoltaic System) 以太陽能 電池陣列 (Solar PV Array) 為主之再生能源發電系統bull 太陽能電池模組 (module) 以多數的太陽能電池單元 (Solar Cell) 經由串聯併聯接線及封裝而製成之光伏發電器件bull 太陽能電池組列 (Solar PV Array) 以太陽能電池模組經排 列安裝定位及串聯併聯配線組成之光伏發電系統組件bull 大氣光程（ Air Mass AM） 太陽光束通過地球大氣層之長 度 h 與太陽在正上方時太陽光束通過大氣層到海平面

上 一點之長度 h0的相比值 ( AM15 ) bull 最大輸出功率 (Maximum power Pmax) 太陽能電池模組或 組列於標準測試條件之下最大輸出功率bull 標準測試條件（ Standard Test Conditions STC） 在太陽 電池模組測試時所使用之參考值即電池溫度為 25度

C 平面（ in-plane ）日照強度為 1000Wm2 及太陽參考

光譜 （空氣大氣光程 AM ）為 15

5

6

bull 最大輸出功率電壓 (Maximum power voltage Vmax) 太陽電池模板或組列於最大輸出功率時之電壓值

bull 仟峰瓦 (kWp) 以仟瓦為單位之太陽電池組列最大輸出功率

bull 開路電壓 (Open circuit voltage Voc) 太陽電池模板或組列於標準測試條件之下開路電壓值 ( 電流為零 )

bull 短路電流 (Short circuit current Isc) 太陽電池模板或組列於標準測試條件之下短路電流值 ( 電壓為零 )

bull 最大功率追蹤 (Maximum Power Point Tracking MPPT ) 直 交流轉換器以不斷調整輸入電壓或電流之方式使太陽電池組列可隨時保持在最大功率輸出之功能

112 名詞說明

113 太陽光譜

7

114 大氣光程 AM（ Air Mass ）

8

( 二 ) 太陽能光伏發電系統發電原理及組成

9

121 太陽能光伏發電系統總覽

10

11

122 太陽電池種類

資料來源綠色能源產業資訊網

123 太陽能光伏發電系統定義bull 將許多太陽能電池單元（ Solar Cell ）以串聯及並聯接線及組裝

後成為太陽能電池模組（Module ）由數個太陽能電池模組組合後而形成太陽能電池陣列（ Array ）建構成為太陽能光電轉換裝置加上儲電能裝置直流 - 交流電能轉換器及監控系統等相關器件裝置及設備之硬體 軟體及韌體共同匹配組成一個發電系統一般稱為太陽能光伏發電系統 (Solar Photovoltaic System) 又稱為 PV 發電系統在台灣地區稱為太陽光電發電系統

單元（ Solar Cell ）

模組（Module ）

陣列（ Array ）

12

124 太陽能光伏基本發電原理利用太陽能電池單元 (Solar Cell) 的光生伏打發電效應將由日照輸入的太陽光能 (Light Energy) 強度直接轉換成電能 (Electric Energy) 輸出稱為太陽能光電發電又稱為太陽能光伏發電系統（ Photovoltaic Power Generating System 簡稱 PV 系統） 太陽能電池單元是由 PN 半導體元件組成將數片太陽能電池單元相互連接在一起就可組成單片式之小型中型或大型的太陽能電池模組 (Solar Module) 或模板 (Solar Panel) 其發電功率輸出可由數瓦 (Watt) 到數百瓦 將許多片太陽能電池模組或模板以串聯及並聯相互連接在一起就可組成群組式之小型中型或大型的太陽能電池模組或模板陣列 (Array) 其發電功率輸出可由數百峰千瓦 (kWp) 到數兆峰瓦 (MWp)

13

利用太陽能電池模組或陣列將太陽光能直接轉換成直流電能輸出此直流電能再經由電能穩壓器及電能轉換器轉換成穩定的直流或交流電力以供應外部負載用電 為了使變流器達到較高的轉換效率及增加太陽能電池的使用效率一般使用昇降壓型的直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 隨時對太陽能電池模組或陣列做最大功率點追蹤(MPPT) 及自動控制調整以提升太陽能電池的光電能轉換效率經由直流 - 直流轉換器昇降穩定直流電壓後提供直流用電或再透過直流對交流轉換器（變流器 Inverter ）轉換為交流電力提供給外部負載端之交流用電

125 太陽能光伏發電系統功能

14

126 小型家用發電系統

15

上圖所示為小型家用發電系統 (Small Home System SHS)由太陽能光電板產生電力其所產生之直流電透過電力轉換器充入電池然後將直流電轉換成交流電立即可提供負載之電器使用架構包含有太陽能光電板電池電力轉換器本產品為一個多功能的電力轉換器有別於傳統轉換器將 MPPT 充電器及直交流轉換器集於一機提供 DC12V DC ５Ｖ AC110V 多選擇負載用電應用範圍包括電腦通訊旅行家庭娛樂露營緊急用電等等應用

電力轉換器( 電力調節器 )

(Inverter Power

Conditioner)

蓄電池組列 (Batteries)

127 太陽能光伏發電系統主要元件器件 (gt1 kWp)

太陽光伏發電系統

太陽電池單元 (Solar Cell )

太陽電池模板(PV Module)

太陽電池組列(PV Array)

16

17

128 直流配電箱接線圖

18

129 直流配電箱內部元件配置

阻絕二極體

突波吸收器

1210 住宅併聯型光伏發電系統組件配置示意圖

住宅用市電併聯型太陽能光伏發電系統是經由系統的規劃設計透過功率調節器 ( 包括逆變器及市電並聯保護裝置等功能 ) 結合太陽電池模組陣列經由現場架設管線交直流接線箱配電箱及電表等元件器件和機電工程施工技術相互整合建置的一體化系統

19

1211 光伏發電系統規劃設計及工程建置 主要元件器件規劃設計及工程建置項目

20

負 正

負 正

日光照射 日光照射 日光照射 日光照射

電子流 電流負 正電子 電洞

=gt 化學能 電能

=gt 光能 電能

化學反應化學藥品

半導體 矽 (p )型

pn接面

電池串聯

+

+

+

_

_

_

__ _

+ + +模組

05V~06V

1212 太陽能電池單元（ Solar Cell ）

Front side is negative

21

1213 太陽能電池陣列電路接線示意圖

防止逆流元件

避雷元件

開關單元

太陽能電池陣列 太陽能電池陣列

22

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

( 一 ) 名詞說明

4

111 名詞說明bull 太陽能光伏發電系統 (Solar Photovoltaic System) 以太陽能 電池陣列 (Solar PV Array) 為主之再生能源發電系統bull 太陽能電池模組 (module) 以多數的太陽能電池單元 (Solar Cell) 經由串聯併聯接線及封裝而製成之光伏發電器件bull 太陽能電池組列 (Solar PV Array) 以太陽能電池模組經排 列安裝定位及串聯併聯配線組成之光伏發電系統組件bull 大氣光程（ Air Mass AM） 太陽光束通過地球大氣層之長 度 h 與太陽在正上方時太陽光束通過大氣層到海平面

上 一點之長度 h0的相比值 ( AM15 ) bull 最大輸出功率 (Maximum power Pmax) 太陽能電池模組或 組列於標準測試條件之下最大輸出功率bull 標準測試條件（ Standard Test Conditions STC） 在太陽 電池模組測試時所使用之參考值即電池溫度為 25度

C 平面（ in-plane ）日照強度為 1000Wm2 及太陽參考

光譜 （空氣大氣光程 AM ）為 15

5

6

bull 最大輸出功率電壓 (Maximum power voltage Vmax) 太陽電池模板或組列於最大輸出功率時之電壓值

bull 仟峰瓦 (kWp) 以仟瓦為單位之太陽電池組列最大輸出功率

bull 開路電壓 (Open circuit voltage Voc) 太陽電池模板或組列於標準測試條件之下開路電壓值 ( 電流為零 )

bull 短路電流 (Short circuit current Isc) 太陽電池模板或組列於標準測試條件之下短路電流值 ( 電壓為零 )

bull 最大功率追蹤 (Maximum Power Point Tracking MPPT ) 直 交流轉換器以不斷調整輸入電壓或電流之方式使太陽電池組列可隨時保持在最大功率輸出之功能

112 名詞說明

113 太陽光譜

7

114 大氣光程 AM（ Air Mass ）

8

( 二 ) 太陽能光伏發電系統發電原理及組成

9

121 太陽能光伏發電系統總覽

10

11

122 太陽電池種類

資料來源綠色能源產業資訊網

123 太陽能光伏發電系統定義bull 將許多太陽能電池單元（ Solar Cell ）以串聯及並聯接線及組裝

後成為太陽能電池模組（Module ）由數個太陽能電池模組組合後而形成太陽能電池陣列（ Array ）建構成為太陽能光電轉換裝置加上儲電能裝置直流 - 交流電能轉換器及監控系統等相關器件裝置及設備之硬體 軟體及韌體共同匹配組成一個發電系統一般稱為太陽能光伏發電系統 (Solar Photovoltaic System) 又稱為 PV 發電系統在台灣地區稱為太陽光電發電系統

單元（ Solar Cell ）

模組（Module ）

陣列（ Array ）

12

124 太陽能光伏基本發電原理利用太陽能電池單元 (Solar Cell) 的光生伏打發電效應將由日照輸入的太陽光能 (Light Energy) 強度直接轉換成電能 (Electric Energy) 輸出稱為太陽能光電發電又稱為太陽能光伏發電系統（ Photovoltaic Power Generating System 簡稱 PV 系統） 太陽能電池單元是由 PN 半導體元件組成將數片太陽能電池單元相互連接在一起就可組成單片式之小型中型或大型的太陽能電池模組 (Solar Module) 或模板 (Solar Panel) 其發電功率輸出可由數瓦 (Watt) 到數百瓦 將許多片太陽能電池模組或模板以串聯及並聯相互連接在一起就可組成群組式之小型中型或大型的太陽能電池模組或模板陣列 (Array) 其發電功率輸出可由數百峰千瓦 (kWp) 到數兆峰瓦 (MWp)

13

利用太陽能電池模組或陣列將太陽光能直接轉換成直流電能輸出此直流電能再經由電能穩壓器及電能轉換器轉換成穩定的直流或交流電力以供應外部負載用電 為了使變流器達到較高的轉換效率及增加太陽能電池的使用效率一般使用昇降壓型的直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 隨時對太陽能電池模組或陣列做最大功率點追蹤(MPPT) 及自動控制調整以提升太陽能電池的光電能轉換效率經由直流 - 直流轉換器昇降穩定直流電壓後提供直流用電或再透過直流對交流轉換器（變流器 Inverter ）轉換為交流電力提供給外部負載端之交流用電

125 太陽能光伏發電系統功能

14

126 小型家用發電系統

15

上圖所示為小型家用發電系統 (Small Home System SHS)由太陽能光電板產生電力其所產生之直流電透過電力轉換器充入電池然後將直流電轉換成交流電立即可提供負載之電器使用架構包含有太陽能光電板電池電力轉換器本產品為一個多功能的電力轉換器有別於傳統轉換器將 MPPT 充電器及直交流轉換器集於一機提供 DC12V DC ５Ｖ AC110V 多選擇負載用電應用範圍包括電腦通訊旅行家庭娛樂露營緊急用電等等應用

電力轉換器( 電力調節器 )

(Inverter Power

Conditioner)

蓄電池組列 (Batteries)

127 太陽能光伏發電系統主要元件器件 (gt1 kWp)

太陽光伏發電系統

太陽電池單元 (Solar Cell )

太陽電池模板(PV Module)

太陽電池組列(PV Array)

16

17

128 直流配電箱接線圖

18

129 直流配電箱內部元件配置

阻絕二極體

突波吸收器

1210 住宅併聯型光伏發電系統組件配置示意圖

住宅用市電併聯型太陽能光伏發電系統是經由系統的規劃設計透過功率調節器 ( 包括逆變器及市電並聯保護裝置等功能 ) 結合太陽電池模組陣列經由現場架設管線交直流接線箱配電箱及電表等元件器件和機電工程施工技術相互整合建置的一體化系統

19

1211 光伏發電系統規劃設計及工程建置 主要元件器件規劃設計及工程建置項目

20

負 正

負 正

日光照射 日光照射 日光照射 日光照射

電子流 電流負 正電子 電洞

=gt 化學能 電能

=gt 光能 電能

化學反應化學藥品

半導體 矽 (p )型

pn接面

電池串聯

+

+

+

_

_

_

__ _

+ + +模組

05V~06V

1212 太陽能電池單元（ Solar Cell ）

Front side is negative

21

1213 太陽能電池陣列電路接線示意圖

防止逆流元件

避雷元件

開關單元

太陽能電池陣列 太陽能電池陣列

22

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

111 名詞說明bull 太陽能光伏發電系統 (Solar Photovoltaic System) 以太陽能 電池陣列 (Solar PV Array) 為主之再生能源發電系統bull 太陽能電池模組 (module) 以多數的太陽能電池單元 (Solar Cell) 經由串聯併聯接線及封裝而製成之光伏發電器件bull 太陽能電池組列 (Solar PV Array) 以太陽能電池模組經排 列安裝定位及串聯併聯配線組成之光伏發電系統組件bull 大氣光程（ Air Mass AM） 太陽光束通過地球大氣層之長 度 h 與太陽在正上方時太陽光束通過大氣層到海平面

上 一點之長度 h0的相比值 ( AM15 ) bull 最大輸出功率 (Maximum power Pmax) 太陽能電池模組或 組列於標準測試條件之下最大輸出功率bull 標準測試條件（ Standard Test Conditions STC） 在太陽 電池模組測試時所使用之參考值即電池溫度為 25度

C 平面（ in-plane ）日照強度為 1000Wm2 及太陽參考

光譜 （空氣大氣光程 AM ）為 15

5

6

bull 最大輸出功率電壓 (Maximum power voltage Vmax) 太陽電池模板或組列於最大輸出功率時之電壓值

bull 仟峰瓦 (kWp) 以仟瓦為單位之太陽電池組列最大輸出功率

bull 開路電壓 (Open circuit voltage Voc) 太陽電池模板或組列於標準測試條件之下開路電壓值 ( 電流為零 )

bull 短路電流 (Short circuit current Isc) 太陽電池模板或組列於標準測試條件之下短路電流值 ( 電壓為零 )

bull 最大功率追蹤 (Maximum Power Point Tracking MPPT ) 直 交流轉換器以不斷調整輸入電壓或電流之方式使太陽電池組列可隨時保持在最大功率輸出之功能

112 名詞說明

113 太陽光譜

7

114 大氣光程 AM（ Air Mass ）

8

( 二 ) 太陽能光伏發電系統發電原理及組成

9

121 太陽能光伏發電系統總覽

10

11

122 太陽電池種類

資料來源綠色能源產業資訊網

123 太陽能光伏發電系統定義bull 將許多太陽能電池單元（ Solar Cell ）以串聯及並聯接線及組裝

後成為太陽能電池模組（Module ）由數個太陽能電池模組組合後而形成太陽能電池陣列（ Array ）建構成為太陽能光電轉換裝置加上儲電能裝置直流 - 交流電能轉換器及監控系統等相關器件裝置及設備之硬體 軟體及韌體共同匹配組成一個發電系統一般稱為太陽能光伏發電系統 (Solar Photovoltaic System) 又稱為 PV 發電系統在台灣地區稱為太陽光電發電系統

單元（ Solar Cell ）

模組（Module ）

陣列（ Array ）

12

124 太陽能光伏基本發電原理利用太陽能電池單元 (Solar Cell) 的光生伏打發電效應將由日照輸入的太陽光能 (Light Energy) 強度直接轉換成電能 (Electric Energy) 輸出稱為太陽能光電發電又稱為太陽能光伏發電系統（ Photovoltaic Power Generating System 簡稱 PV 系統） 太陽能電池單元是由 PN 半導體元件組成將數片太陽能電池單元相互連接在一起就可組成單片式之小型中型或大型的太陽能電池模組 (Solar Module) 或模板 (Solar Panel) 其發電功率輸出可由數瓦 (Watt) 到數百瓦 將許多片太陽能電池模組或模板以串聯及並聯相互連接在一起就可組成群組式之小型中型或大型的太陽能電池模組或模板陣列 (Array) 其發電功率輸出可由數百峰千瓦 (kWp) 到數兆峰瓦 (MWp)

13

利用太陽能電池模組或陣列將太陽光能直接轉換成直流電能輸出此直流電能再經由電能穩壓器及電能轉換器轉換成穩定的直流或交流電力以供應外部負載用電 為了使變流器達到較高的轉換效率及增加太陽能電池的使用效率一般使用昇降壓型的直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 隨時對太陽能電池模組或陣列做最大功率點追蹤(MPPT) 及自動控制調整以提升太陽能電池的光電能轉換效率經由直流 - 直流轉換器昇降穩定直流電壓後提供直流用電或再透過直流對交流轉換器（變流器 Inverter ）轉換為交流電力提供給外部負載端之交流用電

125 太陽能光伏發電系統功能

14

126 小型家用發電系統

15

上圖所示為小型家用發電系統 (Small Home System SHS)由太陽能光電板產生電力其所產生之直流電透過電力轉換器充入電池然後將直流電轉換成交流電立即可提供負載之電器使用架構包含有太陽能光電板電池電力轉換器本產品為一個多功能的電力轉換器有別於傳統轉換器將 MPPT 充電器及直交流轉換器集於一機提供 DC12V DC ５Ｖ AC110V 多選擇負載用電應用範圍包括電腦通訊旅行家庭娛樂露營緊急用電等等應用

電力轉換器( 電力調節器 )

(Inverter Power

Conditioner)

蓄電池組列 (Batteries)

127 太陽能光伏發電系統主要元件器件 (gt1 kWp)

太陽光伏發電系統

太陽電池單元 (Solar Cell )

太陽電池模板(PV Module)

太陽電池組列(PV Array)

16

17

128 直流配電箱接線圖

18

129 直流配電箱內部元件配置

阻絕二極體

突波吸收器

1210 住宅併聯型光伏發電系統組件配置示意圖

住宅用市電併聯型太陽能光伏發電系統是經由系統的規劃設計透過功率調節器 ( 包括逆變器及市電並聯保護裝置等功能 ) 結合太陽電池模組陣列經由現場架設管線交直流接線箱配電箱及電表等元件器件和機電工程施工技術相互整合建置的一體化系統

19

1211 光伏發電系統規劃設計及工程建置 主要元件器件規劃設計及工程建置項目

20

負 正

負 正

日光照射 日光照射 日光照射 日光照射

電子流 電流負 正電子 電洞

=gt 化學能 電能

=gt 光能 電能

化學反應化學藥品

半導體 矽 (p )型

pn接面

電池串聯

+

+

+

_

_

_

__ _

+ + +模組

05V~06V

1212 太陽能電池單元（ Solar Cell ）

Front side is negative

21

1213 太陽能電池陣列電路接線示意圖

防止逆流元件

避雷元件

開關單元

太陽能電池陣列 太陽能電池陣列

22

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

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78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

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153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

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153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

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154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

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156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

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157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

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222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

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231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

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232 系統日常管理

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233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

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234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

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結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

6

bull 最大輸出功率電壓 (Maximum power voltage Vmax) 太陽電池模板或組列於最大輸出功率時之電壓值

bull 仟峰瓦 (kWp) 以仟瓦為單位之太陽電池組列最大輸出功率

bull 開路電壓 (Open circuit voltage Voc) 太陽電池模板或組列於標準測試條件之下開路電壓值 ( 電流為零 )

bull 短路電流 (Short circuit current Isc) 太陽電池模板或組列於標準測試條件之下短路電流值 ( 電壓為零 )

bull 最大功率追蹤 (Maximum Power Point Tracking MPPT ) 直 交流轉換器以不斷調整輸入電壓或電流之方式使太陽電池組列可隨時保持在最大功率輸出之功能

112 名詞說明

113 太陽光譜

7

114 大氣光程 AM（ Air Mass ）

8

( 二 ) 太陽能光伏發電系統發電原理及組成

9

121 太陽能光伏發電系統總覽

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11

122 太陽電池種類

資料來源綠色能源產業資訊網

123 太陽能光伏發電系統定義bull 將許多太陽能電池單元（ Solar Cell ）以串聯及並聯接線及組裝

後成為太陽能電池模組（Module ）由數個太陽能電池模組組合後而形成太陽能電池陣列（ Array ）建構成為太陽能光電轉換裝置加上儲電能裝置直流 - 交流電能轉換器及監控系統等相關器件裝置及設備之硬體 軟體及韌體共同匹配組成一個發電系統一般稱為太陽能光伏發電系統 (Solar Photovoltaic System) 又稱為 PV 發電系統在台灣地區稱為太陽光電發電系統

單元（ Solar Cell ）

模組（Module ）

陣列（ Array ）

12

124 太陽能光伏基本發電原理利用太陽能電池單元 (Solar Cell) 的光生伏打發電效應將由日照輸入的太陽光能 (Light Energy) 強度直接轉換成電能 (Electric Energy) 輸出稱為太陽能光電發電又稱為太陽能光伏發電系統（ Photovoltaic Power Generating System 簡稱 PV 系統） 太陽能電池單元是由 PN 半導體元件組成將數片太陽能電池單元相互連接在一起就可組成單片式之小型中型或大型的太陽能電池模組 (Solar Module) 或模板 (Solar Panel) 其發電功率輸出可由數瓦 (Watt) 到數百瓦 將許多片太陽能電池模組或模板以串聯及並聯相互連接在一起就可組成群組式之小型中型或大型的太陽能電池模組或模板陣列 (Array) 其發電功率輸出可由數百峰千瓦 (kWp) 到數兆峰瓦 (MWp)

13

利用太陽能電池模組或陣列將太陽光能直接轉換成直流電能輸出此直流電能再經由電能穩壓器及電能轉換器轉換成穩定的直流或交流電力以供應外部負載用電 為了使變流器達到較高的轉換效率及增加太陽能電池的使用效率一般使用昇降壓型的直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 隨時對太陽能電池模組或陣列做最大功率點追蹤(MPPT) 及自動控制調整以提升太陽能電池的光電能轉換效率經由直流 - 直流轉換器昇降穩定直流電壓後提供直流用電或再透過直流對交流轉換器（變流器 Inverter ）轉換為交流電力提供給外部負載端之交流用電

125 太陽能光伏發電系統功能

14

126 小型家用發電系統

15

上圖所示為小型家用發電系統 (Small Home System SHS)由太陽能光電板產生電力其所產生之直流電透過電力轉換器充入電池然後將直流電轉換成交流電立即可提供負載之電器使用架構包含有太陽能光電板電池電力轉換器本產品為一個多功能的電力轉換器有別於傳統轉換器將 MPPT 充電器及直交流轉換器集於一機提供 DC12V DC ５Ｖ AC110V 多選擇負載用電應用範圍包括電腦通訊旅行家庭娛樂露營緊急用電等等應用

電力轉換器( 電力調節器 )

(Inverter Power

Conditioner)

蓄電池組列 (Batteries)

127 太陽能光伏發電系統主要元件器件 (gt1 kWp)

太陽光伏發電系統

太陽電池單元 (Solar Cell )

太陽電池模板(PV Module)

太陽電池組列(PV Array)

16

17

128 直流配電箱接線圖

18

129 直流配電箱內部元件配置

阻絕二極體

突波吸收器

1210 住宅併聯型光伏發電系統組件配置示意圖

住宅用市電併聯型太陽能光伏發電系統是經由系統的規劃設計透過功率調節器 ( 包括逆變器及市電並聯保護裝置等功能 ) 結合太陽電池模組陣列經由現場架設管線交直流接線箱配電箱及電表等元件器件和機電工程施工技術相互整合建置的一體化系統

19

1211 光伏發電系統規劃設計及工程建置 主要元件器件規劃設計及工程建置項目

20

負 正

負 正

日光照射 日光照射 日光照射 日光照射

電子流 電流負 正電子 電洞

=gt 化學能 電能

=gt 光能 電能

化學反應化學藥品

半導體 矽 (p )型

pn接面

電池串聯

+

+

+

_

_

_

__ _

+ + +模組

05V~06V

1212 太陽能電池單元（ Solar Cell ）

Front side is negative

21

1213 太陽能電池陣列電路接線示意圖

防止逆流元件

避雷元件

開關單元

太陽能電池陣列 太陽能電池陣列

22

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

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(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

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(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

113 太陽光譜

7

114 大氣光程 AM（ Air Mass ）

8

( 二 ) 太陽能光伏發電系統發電原理及組成

9

121 太陽能光伏發電系統總覽

10

11

122 太陽電池種類

資料來源綠色能源產業資訊網

123 太陽能光伏發電系統定義bull 將許多太陽能電池單元（ Solar Cell ）以串聯及並聯接線及組裝

後成為太陽能電池模組（Module ）由數個太陽能電池模組組合後而形成太陽能電池陣列（ Array ）建構成為太陽能光電轉換裝置加上儲電能裝置直流 - 交流電能轉換器及監控系統等相關器件裝置及設備之硬體 軟體及韌體共同匹配組成一個發電系統一般稱為太陽能光伏發電系統 (Solar Photovoltaic System) 又稱為 PV 發電系統在台灣地區稱為太陽光電發電系統

單元（ Solar Cell ）

模組（Module ）

陣列（ Array ）

12

124 太陽能光伏基本發電原理利用太陽能電池單元 (Solar Cell) 的光生伏打發電效應將由日照輸入的太陽光能 (Light Energy) 強度直接轉換成電能 (Electric Energy) 輸出稱為太陽能光電發電又稱為太陽能光伏發電系統（ Photovoltaic Power Generating System 簡稱 PV 系統） 太陽能電池單元是由 PN 半導體元件組成將數片太陽能電池單元相互連接在一起就可組成單片式之小型中型或大型的太陽能電池模組 (Solar Module) 或模板 (Solar Panel) 其發電功率輸出可由數瓦 (Watt) 到數百瓦 將許多片太陽能電池模組或模板以串聯及並聯相互連接在一起就可組成群組式之小型中型或大型的太陽能電池模組或模板陣列 (Array) 其發電功率輸出可由數百峰千瓦 (kWp) 到數兆峰瓦 (MWp)

13

利用太陽能電池模組或陣列將太陽光能直接轉換成直流電能輸出此直流電能再經由電能穩壓器及電能轉換器轉換成穩定的直流或交流電力以供應外部負載用電 為了使變流器達到較高的轉換效率及增加太陽能電池的使用效率一般使用昇降壓型的直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 隨時對太陽能電池模組或陣列做最大功率點追蹤(MPPT) 及自動控制調整以提升太陽能電池的光電能轉換效率經由直流 - 直流轉換器昇降穩定直流電壓後提供直流用電或再透過直流對交流轉換器（變流器 Inverter ）轉換為交流電力提供給外部負載端之交流用電

125 太陽能光伏發電系統功能

14

126 小型家用發電系統

15

上圖所示為小型家用發電系統 (Small Home System SHS)由太陽能光電板產生電力其所產生之直流電透過電力轉換器充入電池然後將直流電轉換成交流電立即可提供負載之電器使用架構包含有太陽能光電板電池電力轉換器本產品為一個多功能的電力轉換器有別於傳統轉換器將 MPPT 充電器及直交流轉換器集於一機提供 DC12V DC ５Ｖ AC110V 多選擇負載用電應用範圍包括電腦通訊旅行家庭娛樂露營緊急用電等等應用

電力轉換器( 電力調節器 )

(Inverter Power

Conditioner)

蓄電池組列 (Batteries)

127 太陽能光伏發電系統主要元件器件 (gt1 kWp)

太陽光伏發電系統

太陽電池單元 (Solar Cell )

太陽電池模板(PV Module)

太陽電池組列(PV Array)

16

17

128 直流配電箱接線圖

18

129 直流配電箱內部元件配置

阻絕二極體

突波吸收器

1210 住宅併聯型光伏發電系統組件配置示意圖

住宅用市電併聯型太陽能光伏發電系統是經由系統的規劃設計透過功率調節器 ( 包括逆變器及市電並聯保護裝置等功能 ) 結合太陽電池模組陣列經由現場架設管線交直流接線箱配電箱及電表等元件器件和機電工程施工技術相互整合建置的一體化系統

19

1211 光伏發電系統規劃設計及工程建置 主要元件器件規劃設計及工程建置項目

20

負 正

負 正

日光照射 日光照射 日光照射 日光照射

電子流 電流負 正電子 電洞

=gt 化學能 電能

=gt 光能 電能

化學反應化學藥品

半導體 矽 (p )型

pn接面

電池串聯

+

+

+

_

_

_

__ _

+ + +模組

05V~06V

1212 太陽能電池單元（ Solar Cell ）

Front side is negative

21

1213 太陽能電池陣列電路接線示意圖

防止逆流元件

避雷元件

開關單元

太陽能電池陣列 太陽能電池陣列

22

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

114 大氣光程 AM（ Air Mass ）

8

( 二 ) 太陽能光伏發電系統發電原理及組成

9

121 太陽能光伏發電系統總覽

10

11

122 太陽電池種類

資料來源綠色能源產業資訊網

123 太陽能光伏發電系統定義bull 將許多太陽能電池單元（ Solar Cell ）以串聯及並聯接線及組裝

後成為太陽能電池模組（Module ）由數個太陽能電池模組組合後而形成太陽能電池陣列（ Array ）建構成為太陽能光電轉換裝置加上儲電能裝置直流 - 交流電能轉換器及監控系統等相關器件裝置及設備之硬體 軟體及韌體共同匹配組成一個發電系統一般稱為太陽能光伏發電系統 (Solar Photovoltaic System) 又稱為 PV 發電系統在台灣地區稱為太陽光電發電系統

單元（ Solar Cell ）

模組（Module ）

陣列（ Array ）

12

124 太陽能光伏基本發電原理利用太陽能電池單元 (Solar Cell) 的光生伏打發電效應將由日照輸入的太陽光能 (Light Energy) 強度直接轉換成電能 (Electric Energy) 輸出稱為太陽能光電發電又稱為太陽能光伏發電系統（ Photovoltaic Power Generating System 簡稱 PV 系統） 太陽能電池單元是由 PN 半導體元件組成將數片太陽能電池單元相互連接在一起就可組成單片式之小型中型或大型的太陽能電池模組 (Solar Module) 或模板 (Solar Panel) 其發電功率輸出可由數瓦 (Watt) 到數百瓦 將許多片太陽能電池模組或模板以串聯及並聯相互連接在一起就可組成群組式之小型中型或大型的太陽能電池模組或模板陣列 (Array) 其發電功率輸出可由數百峰千瓦 (kWp) 到數兆峰瓦 (MWp)

13

利用太陽能電池模組或陣列將太陽光能直接轉換成直流電能輸出此直流電能再經由電能穩壓器及電能轉換器轉換成穩定的直流或交流電力以供應外部負載用電 為了使變流器達到較高的轉換效率及增加太陽能電池的使用效率一般使用昇降壓型的直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 隨時對太陽能電池模組或陣列做最大功率點追蹤(MPPT) 及自動控制調整以提升太陽能電池的光電能轉換效率經由直流 - 直流轉換器昇降穩定直流電壓後提供直流用電或再透過直流對交流轉換器（變流器 Inverter ）轉換為交流電力提供給外部負載端之交流用電

125 太陽能光伏發電系統功能

14

126 小型家用發電系統

15

上圖所示為小型家用發電系統 (Small Home System SHS)由太陽能光電板產生電力其所產生之直流電透過電力轉換器充入電池然後將直流電轉換成交流電立即可提供負載之電器使用架構包含有太陽能光電板電池電力轉換器本產品為一個多功能的電力轉換器有別於傳統轉換器將 MPPT 充電器及直交流轉換器集於一機提供 DC12V DC ５Ｖ AC110V 多選擇負載用電應用範圍包括電腦通訊旅行家庭娛樂露營緊急用電等等應用

電力轉換器( 電力調節器 )

(Inverter Power

Conditioner)

蓄電池組列 (Batteries)

127 太陽能光伏發電系統主要元件器件 (gt1 kWp)

太陽光伏發電系統

太陽電池單元 (Solar Cell )

太陽電池模板(PV Module)

太陽電池組列(PV Array)

16

17

128 直流配電箱接線圖

18

129 直流配電箱內部元件配置

阻絕二極體

突波吸收器

1210 住宅併聯型光伏發電系統組件配置示意圖

住宅用市電併聯型太陽能光伏發電系統是經由系統的規劃設計透過功率調節器 ( 包括逆變器及市電並聯保護裝置等功能 ) 結合太陽電池模組陣列經由現場架設管線交直流接線箱配電箱及電表等元件器件和機電工程施工技術相互整合建置的一體化系統

19

1211 光伏發電系統規劃設計及工程建置 主要元件器件規劃設計及工程建置項目

20

負 正

負 正

日光照射 日光照射 日光照射 日光照射

電子流 電流負 正電子 電洞

=gt 化學能 電能

=gt 光能 電能

化學反應化學藥品

半導體 矽 (p )型

pn接面

電池串聯

+

+

+

_

_

_

__ _

+ + +模組

05V~06V

1212 太陽能電池單元（ Solar Cell ）

Front side is negative

21

1213 太陽能電池陣列電路接線示意圖

防止逆流元件

避雷元件

開關單元

太陽能電池陣列 太陽能電池陣列

22

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

( 二 ) 太陽能光伏發電系統發電原理及組成

9

121 太陽能光伏發電系統總覽

10

11

122 太陽電池種類

資料來源綠色能源產業資訊網

123 太陽能光伏發電系統定義bull 將許多太陽能電池單元（ Solar Cell ）以串聯及並聯接線及組裝

後成為太陽能電池模組（Module ）由數個太陽能電池模組組合後而形成太陽能電池陣列（ Array ）建構成為太陽能光電轉換裝置加上儲電能裝置直流 - 交流電能轉換器及監控系統等相關器件裝置及設備之硬體 軟體及韌體共同匹配組成一個發電系統一般稱為太陽能光伏發電系統 (Solar Photovoltaic System) 又稱為 PV 發電系統在台灣地區稱為太陽光電發電系統

單元（ Solar Cell ）

模組（Module ）

陣列（ Array ）

12

124 太陽能光伏基本發電原理利用太陽能電池單元 (Solar Cell) 的光生伏打發電效應將由日照輸入的太陽光能 (Light Energy) 強度直接轉換成電能 (Electric Energy) 輸出稱為太陽能光電發電又稱為太陽能光伏發電系統（ Photovoltaic Power Generating System 簡稱 PV 系統） 太陽能電池單元是由 PN 半導體元件組成將數片太陽能電池單元相互連接在一起就可組成單片式之小型中型或大型的太陽能電池模組 (Solar Module) 或模板 (Solar Panel) 其發電功率輸出可由數瓦 (Watt) 到數百瓦 將許多片太陽能電池模組或模板以串聯及並聯相互連接在一起就可組成群組式之小型中型或大型的太陽能電池模組或模板陣列 (Array) 其發電功率輸出可由數百峰千瓦 (kWp) 到數兆峰瓦 (MWp)

13

利用太陽能電池模組或陣列將太陽光能直接轉換成直流電能輸出此直流電能再經由電能穩壓器及電能轉換器轉換成穩定的直流或交流電力以供應外部負載用電 為了使變流器達到較高的轉換效率及增加太陽能電池的使用效率一般使用昇降壓型的直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 隨時對太陽能電池模組或陣列做最大功率點追蹤(MPPT) 及自動控制調整以提升太陽能電池的光電能轉換效率經由直流 - 直流轉換器昇降穩定直流電壓後提供直流用電或再透過直流對交流轉換器（變流器 Inverter ）轉換為交流電力提供給外部負載端之交流用電

125 太陽能光伏發電系統功能

14

126 小型家用發電系統

15

上圖所示為小型家用發電系統 (Small Home System SHS)由太陽能光電板產生電力其所產生之直流電透過電力轉換器充入電池然後將直流電轉換成交流電立即可提供負載之電器使用架構包含有太陽能光電板電池電力轉換器本產品為一個多功能的電力轉換器有別於傳統轉換器將 MPPT 充電器及直交流轉換器集於一機提供 DC12V DC ５Ｖ AC110V 多選擇負載用電應用範圍包括電腦通訊旅行家庭娛樂露營緊急用電等等應用

電力轉換器( 電力調節器 )

(Inverter Power

Conditioner)

蓄電池組列 (Batteries)

127 太陽能光伏發電系統主要元件器件 (gt1 kWp)

太陽光伏發電系統

太陽電池單元 (Solar Cell )

太陽電池模板(PV Module)

太陽電池組列(PV Array)

16

17

128 直流配電箱接線圖

18

129 直流配電箱內部元件配置

阻絕二極體

突波吸收器

1210 住宅併聯型光伏發電系統組件配置示意圖

住宅用市電併聯型太陽能光伏發電系統是經由系統的規劃設計透過功率調節器 ( 包括逆變器及市電並聯保護裝置等功能 ) 結合太陽電池模組陣列經由現場架設管線交直流接線箱配電箱及電表等元件器件和機電工程施工技術相互整合建置的一體化系統

19

1211 光伏發電系統規劃設計及工程建置 主要元件器件規劃設計及工程建置項目

20

負 正

負 正

日光照射 日光照射 日光照射 日光照射

電子流 電流負 正電子 電洞

=gt 化學能 電能

=gt 光能 電能

化學反應化學藥品

半導體 矽 (p )型

pn接面

電池串聯

+

+

+

_

_

_

__ _

+ + +模組

05V~06V

1212 太陽能電池單元（ Solar Cell ）

Front side is negative

21

1213 太陽能電池陣列電路接線示意圖

防止逆流元件

避雷元件

開關單元

太陽能電池陣列 太陽能電池陣列

22

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

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154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

121 太陽能光伏發電系統總覽

10

11

122 太陽電池種類

資料來源綠色能源產業資訊網

123 太陽能光伏發電系統定義bull 將許多太陽能電池單元（ Solar Cell ）以串聯及並聯接線及組裝

後成為太陽能電池模組（Module ）由數個太陽能電池模組組合後而形成太陽能電池陣列（ Array ）建構成為太陽能光電轉換裝置加上儲電能裝置直流 - 交流電能轉換器及監控系統等相關器件裝置及設備之硬體 軟體及韌體共同匹配組成一個發電系統一般稱為太陽能光伏發電系統 (Solar Photovoltaic System) 又稱為 PV 發電系統在台灣地區稱為太陽光電發電系統

單元（ Solar Cell ）

模組（Module ）

陣列（ Array ）

12

124 太陽能光伏基本發電原理利用太陽能電池單元 (Solar Cell) 的光生伏打發電效應將由日照輸入的太陽光能 (Light Energy) 強度直接轉換成電能 (Electric Energy) 輸出稱為太陽能光電發電又稱為太陽能光伏發電系統（ Photovoltaic Power Generating System 簡稱 PV 系統） 太陽能電池單元是由 PN 半導體元件組成將數片太陽能電池單元相互連接在一起就可組成單片式之小型中型或大型的太陽能電池模組 (Solar Module) 或模板 (Solar Panel) 其發電功率輸出可由數瓦 (Watt) 到數百瓦 將許多片太陽能電池模組或模板以串聯及並聯相互連接在一起就可組成群組式之小型中型或大型的太陽能電池模組或模板陣列 (Array) 其發電功率輸出可由數百峰千瓦 (kWp) 到數兆峰瓦 (MWp)

13

利用太陽能電池模組或陣列將太陽光能直接轉換成直流電能輸出此直流電能再經由電能穩壓器及電能轉換器轉換成穩定的直流或交流電力以供應外部負載用電 為了使變流器達到較高的轉換效率及增加太陽能電池的使用效率一般使用昇降壓型的直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 隨時對太陽能電池模組或陣列做最大功率點追蹤(MPPT) 及自動控制調整以提升太陽能電池的光電能轉換效率經由直流 - 直流轉換器昇降穩定直流電壓後提供直流用電或再透過直流對交流轉換器（變流器 Inverter ）轉換為交流電力提供給外部負載端之交流用電

125 太陽能光伏發電系統功能

14

126 小型家用發電系統

15

上圖所示為小型家用發電系統 (Small Home System SHS)由太陽能光電板產生電力其所產生之直流電透過電力轉換器充入電池然後將直流電轉換成交流電立即可提供負載之電器使用架構包含有太陽能光電板電池電力轉換器本產品為一個多功能的電力轉換器有別於傳統轉換器將 MPPT 充電器及直交流轉換器集於一機提供 DC12V DC ５Ｖ AC110V 多選擇負載用電應用範圍包括電腦通訊旅行家庭娛樂露營緊急用電等等應用

電力轉換器( 電力調節器 )

(Inverter Power

Conditioner)

蓄電池組列 (Batteries)

127 太陽能光伏發電系統主要元件器件 (gt1 kWp)

太陽光伏發電系統

太陽電池單元 (Solar Cell )

太陽電池模板(PV Module)

太陽電池組列(PV Array)

16

17

128 直流配電箱接線圖

18

129 直流配電箱內部元件配置

阻絕二極體

突波吸收器

1210 住宅併聯型光伏發電系統組件配置示意圖

住宅用市電併聯型太陽能光伏發電系統是經由系統的規劃設計透過功率調節器 ( 包括逆變器及市電並聯保護裝置等功能 ) 結合太陽電池模組陣列經由現場架設管線交直流接線箱配電箱及電表等元件器件和機電工程施工技術相互整合建置的一體化系統

19

1211 光伏發電系統規劃設計及工程建置 主要元件器件規劃設計及工程建置項目

20

負 正

負 正

日光照射 日光照射 日光照射 日光照射

電子流 電流負 正電子 電洞

=gt 化學能 電能

=gt 光能 電能

化學反應化學藥品

半導體 矽 (p )型

pn接面

電池串聯

+

+

+

_

_

_

__ _

+ + +模組

05V~06V

1212 太陽能電池單元（ Solar Cell ）

Front side is negative

21

1213 太陽能電池陣列電路接線示意圖

防止逆流元件

避雷元件

開關單元

太陽能電池陣列 太陽能電池陣列

22

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

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二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

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1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

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由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

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太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

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4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

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6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

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7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

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151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

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CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

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78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

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153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

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153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

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154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

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156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

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222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

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231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

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232 系統日常管理

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233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

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234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

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結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

11

122 太陽電池種類

資料來源綠色能源產業資訊網

123 太陽能光伏發電系統定義bull 將許多太陽能電池單元（ Solar Cell ）以串聯及並聯接線及組裝

後成為太陽能電池模組（Module ）由數個太陽能電池模組組合後而形成太陽能電池陣列（ Array ）建構成為太陽能光電轉換裝置加上儲電能裝置直流 - 交流電能轉換器及監控系統等相關器件裝置及設備之硬體 軟體及韌體共同匹配組成一個發電系統一般稱為太陽能光伏發電系統 (Solar Photovoltaic System) 又稱為 PV 發電系統在台灣地區稱為太陽光電發電系統

單元（ Solar Cell ）

模組（Module ）

陣列（ Array ）

12

124 太陽能光伏基本發電原理利用太陽能電池單元 (Solar Cell) 的光生伏打發電效應將由日照輸入的太陽光能 (Light Energy) 強度直接轉換成電能 (Electric Energy) 輸出稱為太陽能光電發電又稱為太陽能光伏發電系統（ Photovoltaic Power Generating System 簡稱 PV 系統） 太陽能電池單元是由 PN 半導體元件組成將數片太陽能電池單元相互連接在一起就可組成單片式之小型中型或大型的太陽能電池模組 (Solar Module) 或模板 (Solar Panel) 其發電功率輸出可由數瓦 (Watt) 到數百瓦 將許多片太陽能電池模組或模板以串聯及並聯相互連接在一起就可組成群組式之小型中型或大型的太陽能電池模組或模板陣列 (Array) 其發電功率輸出可由數百峰千瓦 (kWp) 到數兆峰瓦 (MWp)

13

利用太陽能電池模組或陣列將太陽光能直接轉換成直流電能輸出此直流電能再經由電能穩壓器及電能轉換器轉換成穩定的直流或交流電力以供應外部負載用電 為了使變流器達到較高的轉換效率及增加太陽能電池的使用效率一般使用昇降壓型的直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 隨時對太陽能電池模組或陣列做最大功率點追蹤(MPPT) 及自動控制調整以提升太陽能電池的光電能轉換效率經由直流 - 直流轉換器昇降穩定直流電壓後提供直流用電或再透過直流對交流轉換器（變流器 Inverter ）轉換為交流電力提供給外部負載端之交流用電

125 太陽能光伏發電系統功能

14

126 小型家用發電系統

15

上圖所示為小型家用發電系統 (Small Home System SHS)由太陽能光電板產生電力其所產生之直流電透過電力轉換器充入電池然後將直流電轉換成交流電立即可提供負載之電器使用架構包含有太陽能光電板電池電力轉換器本產品為一個多功能的電力轉換器有別於傳統轉換器將 MPPT 充電器及直交流轉換器集於一機提供 DC12V DC ５Ｖ AC110V 多選擇負載用電應用範圍包括電腦通訊旅行家庭娛樂露營緊急用電等等應用

電力轉換器( 電力調節器 )

(Inverter Power

Conditioner)

蓄電池組列 (Batteries)

127 太陽能光伏發電系統主要元件器件 (gt1 kWp)

太陽光伏發電系統

太陽電池單元 (Solar Cell )

太陽電池模板(PV Module)

太陽電池組列(PV Array)

16

17

128 直流配電箱接線圖

18

129 直流配電箱內部元件配置

阻絕二極體

突波吸收器

1210 住宅併聯型光伏發電系統組件配置示意圖

住宅用市電併聯型太陽能光伏發電系統是經由系統的規劃設計透過功率調節器 ( 包括逆變器及市電並聯保護裝置等功能 ) 結合太陽電池模組陣列經由現場架設管線交直流接線箱配電箱及電表等元件器件和機電工程施工技術相互整合建置的一體化系統

19

1211 光伏發電系統規劃設計及工程建置 主要元件器件規劃設計及工程建置項目

20

負 正

負 正

日光照射 日光照射 日光照射 日光照射

電子流 電流負 正電子 電洞

=gt 化學能 電能

=gt 光能 電能

化學反應化學藥品

半導體 矽 (p )型

pn接面

電池串聯

+

+

+

_

_

_

__ _

+ + +模組

05V~06V

1212 太陽能電池單元（ Solar Cell ）

Front side is negative

21

1213 太陽能電池陣列電路接線示意圖

防止逆流元件

避雷元件

開關單元

太陽能電池陣列 太陽能電池陣列

22

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

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DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

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CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

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222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

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109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

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233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

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234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

123 太陽能光伏發電系統定義bull 將許多太陽能電池單元（ Solar Cell ）以串聯及並聯接線及組裝

後成為太陽能電池模組（Module ）由數個太陽能電池模組組合後而形成太陽能電池陣列（ Array ）建構成為太陽能光電轉換裝置加上儲電能裝置直流 - 交流電能轉換器及監控系統等相關器件裝置及設備之硬體 軟體及韌體共同匹配組成一個發電系統一般稱為太陽能光伏發電系統 (Solar Photovoltaic System) 又稱為 PV 發電系統在台灣地區稱為太陽光電發電系統

單元（ Solar Cell ）

模組（Module ）

陣列（ Array ）

12

124 太陽能光伏基本發電原理利用太陽能電池單元 (Solar Cell) 的光生伏打發電效應將由日照輸入的太陽光能 (Light Energy) 強度直接轉換成電能 (Electric Energy) 輸出稱為太陽能光電發電又稱為太陽能光伏發電系統（ Photovoltaic Power Generating System 簡稱 PV 系統） 太陽能電池單元是由 PN 半導體元件組成將數片太陽能電池單元相互連接在一起就可組成單片式之小型中型或大型的太陽能電池模組 (Solar Module) 或模板 (Solar Panel) 其發電功率輸出可由數瓦 (Watt) 到數百瓦 將許多片太陽能電池模組或模板以串聯及並聯相互連接在一起就可組成群組式之小型中型或大型的太陽能電池模組或模板陣列 (Array) 其發電功率輸出可由數百峰千瓦 (kWp) 到數兆峰瓦 (MWp)

13

利用太陽能電池模組或陣列將太陽光能直接轉換成直流電能輸出此直流電能再經由電能穩壓器及電能轉換器轉換成穩定的直流或交流電力以供應外部負載用電 為了使變流器達到較高的轉換效率及增加太陽能電池的使用效率一般使用昇降壓型的直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 隨時對太陽能電池模組或陣列做最大功率點追蹤(MPPT) 及自動控制調整以提升太陽能電池的光電能轉換效率經由直流 - 直流轉換器昇降穩定直流電壓後提供直流用電或再透過直流對交流轉換器（變流器 Inverter ）轉換為交流電力提供給外部負載端之交流用電

125 太陽能光伏發電系統功能

14

126 小型家用發電系統

15

上圖所示為小型家用發電系統 (Small Home System SHS)由太陽能光電板產生電力其所產生之直流電透過電力轉換器充入電池然後將直流電轉換成交流電立即可提供負載之電器使用架構包含有太陽能光電板電池電力轉換器本產品為一個多功能的電力轉換器有別於傳統轉換器將 MPPT 充電器及直交流轉換器集於一機提供 DC12V DC ５Ｖ AC110V 多選擇負載用電應用範圍包括電腦通訊旅行家庭娛樂露營緊急用電等等應用

電力轉換器( 電力調節器 )

(Inverter Power

Conditioner)

蓄電池組列 (Batteries)

127 太陽能光伏發電系統主要元件器件 (gt1 kWp)

太陽光伏發電系統

太陽電池單元 (Solar Cell )

太陽電池模板(PV Module)

太陽電池組列(PV Array)

16

17

128 直流配電箱接線圖

18

129 直流配電箱內部元件配置

阻絕二極體

突波吸收器

1210 住宅併聯型光伏發電系統組件配置示意圖

住宅用市電併聯型太陽能光伏發電系統是經由系統的規劃設計透過功率調節器 ( 包括逆變器及市電並聯保護裝置等功能 ) 結合太陽電池模組陣列經由現場架設管線交直流接線箱配電箱及電表等元件器件和機電工程施工技術相互整合建置的一體化系統

19

1211 光伏發電系統規劃設計及工程建置 主要元件器件規劃設計及工程建置項目

20

負 正

負 正

日光照射 日光照射 日光照射 日光照射

電子流 電流負 正電子 電洞

=gt 化學能 電能

=gt 光能 電能

化學反應化學藥品

半導體 矽 (p )型

pn接面

電池串聯

+

+

+

_

_

_

__ _

+ + +模組

05V~06V

1212 太陽能電池單元（ Solar Cell ）

Front side is negative

21

1213 太陽能電池陣列電路接線示意圖

防止逆流元件

避雷元件

開關單元

太陽能電池陣列 太陽能電池陣列

22

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

124 太陽能光伏基本發電原理利用太陽能電池單元 (Solar Cell) 的光生伏打發電效應將由日照輸入的太陽光能 (Light Energy) 強度直接轉換成電能 (Electric Energy) 輸出稱為太陽能光電發電又稱為太陽能光伏發電系統（ Photovoltaic Power Generating System 簡稱 PV 系統） 太陽能電池單元是由 PN 半導體元件組成將數片太陽能電池單元相互連接在一起就可組成單片式之小型中型或大型的太陽能電池模組 (Solar Module) 或模板 (Solar Panel) 其發電功率輸出可由數瓦 (Watt) 到數百瓦 將許多片太陽能電池模組或模板以串聯及並聯相互連接在一起就可組成群組式之小型中型或大型的太陽能電池模組或模板陣列 (Array) 其發電功率輸出可由數百峰千瓦 (kWp) 到數兆峰瓦 (MWp)

13

利用太陽能電池模組或陣列將太陽光能直接轉換成直流電能輸出此直流電能再經由電能穩壓器及電能轉換器轉換成穩定的直流或交流電力以供應外部負載用電 為了使變流器達到較高的轉換效率及增加太陽能電池的使用效率一般使用昇降壓型的直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 隨時對太陽能電池模組或陣列做最大功率點追蹤(MPPT) 及自動控制調整以提升太陽能電池的光電能轉換效率經由直流 - 直流轉換器昇降穩定直流電壓後提供直流用電或再透過直流對交流轉換器（變流器 Inverter ）轉換為交流電力提供給外部負載端之交流用電

125 太陽能光伏發電系統功能

14

126 小型家用發電系統

15

上圖所示為小型家用發電系統 (Small Home System SHS)由太陽能光電板產生電力其所產生之直流電透過電力轉換器充入電池然後將直流電轉換成交流電立即可提供負載之電器使用架構包含有太陽能光電板電池電力轉換器本產品為一個多功能的電力轉換器有別於傳統轉換器將 MPPT 充電器及直交流轉換器集於一機提供 DC12V DC ５Ｖ AC110V 多選擇負載用電應用範圍包括電腦通訊旅行家庭娛樂露營緊急用電等等應用

電力轉換器( 電力調節器 )

(Inverter Power

Conditioner)

蓄電池組列 (Batteries)

127 太陽能光伏發電系統主要元件器件 (gt1 kWp)

太陽光伏發電系統

太陽電池單元 (Solar Cell )

太陽電池模板(PV Module)

太陽電池組列(PV Array)

16

17

128 直流配電箱接線圖

18

129 直流配電箱內部元件配置

阻絕二極體

突波吸收器

1210 住宅併聯型光伏發電系統組件配置示意圖

住宅用市電併聯型太陽能光伏發電系統是經由系統的規劃設計透過功率調節器 ( 包括逆變器及市電並聯保護裝置等功能 ) 結合太陽電池模組陣列經由現場架設管線交直流接線箱配電箱及電表等元件器件和機電工程施工技術相互整合建置的一體化系統

19

1211 光伏發電系統規劃設計及工程建置 主要元件器件規劃設計及工程建置項目

20

負 正

負 正

日光照射 日光照射 日光照射 日光照射

電子流 電流負 正電子 電洞

=gt 化學能 電能

=gt 光能 電能

化學反應化學藥品

半導體 矽 (p )型

pn接面

電池串聯

+

+

+

_

_

_

__ _

+ + +模組

05V~06V

1212 太陽能電池單元（ Solar Cell ）

Front side is negative

21

1213 太陽能電池陣列電路接線示意圖

防止逆流元件

避雷元件

開關單元

太陽能電池陣列 太陽能電池陣列

22

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

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156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

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157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

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222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

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232 系統日常管理

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233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

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234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

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結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

利用太陽能電池模組或陣列將太陽光能直接轉換成直流電能輸出此直流電能再經由電能穩壓器及電能轉換器轉換成穩定的直流或交流電力以供應外部負載用電 為了使變流器達到較高的轉換效率及增加太陽能電池的使用效率一般使用昇降壓型的直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 隨時對太陽能電池模組或陣列做最大功率點追蹤(MPPT) 及自動控制調整以提升太陽能電池的光電能轉換效率經由直流 - 直流轉換器昇降穩定直流電壓後提供直流用電或再透過直流對交流轉換器（變流器 Inverter ）轉換為交流電力提供給外部負載端之交流用電

125 太陽能光伏發電系統功能

14

126 小型家用發電系統

15

上圖所示為小型家用發電系統 (Small Home System SHS)由太陽能光電板產生電力其所產生之直流電透過電力轉換器充入電池然後將直流電轉換成交流電立即可提供負載之電器使用架構包含有太陽能光電板電池電力轉換器本產品為一個多功能的電力轉換器有別於傳統轉換器將 MPPT 充電器及直交流轉換器集於一機提供 DC12V DC ５Ｖ AC110V 多選擇負載用電應用範圍包括電腦通訊旅行家庭娛樂露營緊急用電等等應用

電力轉換器( 電力調節器 )

(Inverter Power

Conditioner)

蓄電池組列 (Batteries)

127 太陽能光伏發電系統主要元件器件 (gt1 kWp)

太陽光伏發電系統

太陽電池單元 (Solar Cell )

太陽電池模板(PV Module)

太陽電池組列(PV Array)

16

17

128 直流配電箱接線圖

18

129 直流配電箱內部元件配置

阻絕二極體

突波吸收器

1210 住宅併聯型光伏發電系統組件配置示意圖

住宅用市電併聯型太陽能光伏發電系統是經由系統的規劃設計透過功率調節器 ( 包括逆變器及市電並聯保護裝置等功能 ) 結合太陽電池模組陣列經由現場架設管線交直流接線箱配電箱及電表等元件器件和機電工程施工技術相互整合建置的一體化系統

19

1211 光伏發電系統規劃設計及工程建置 主要元件器件規劃設計及工程建置項目

20

負 正

負 正

日光照射 日光照射 日光照射 日光照射

電子流 電流負 正電子 電洞

=gt 化學能 電能

=gt 光能 電能

化學反應化學藥品

半導體 矽 (p )型

pn接面

電池串聯

+

+

+

_

_

_

__ _

+ + +模組

05V~06V

1212 太陽能電池單元（ Solar Cell ）

Front side is negative

21

1213 太陽能電池陣列電路接線示意圖

防止逆流元件

避雷元件

開關單元

太陽能電池陣列 太陽能電池陣列

22

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

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(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

126 小型家用發電系統

15

上圖所示為小型家用發電系統 (Small Home System SHS)由太陽能光電板產生電力其所產生之直流電透過電力轉換器充入電池然後將直流電轉換成交流電立即可提供負載之電器使用架構包含有太陽能光電板電池電力轉換器本產品為一個多功能的電力轉換器有別於傳統轉換器將 MPPT 充電器及直交流轉換器集於一機提供 DC12V DC ５Ｖ AC110V 多選擇負載用電應用範圍包括電腦通訊旅行家庭娛樂露營緊急用電等等應用

電力轉換器( 電力調節器 )

(Inverter Power

Conditioner)

蓄電池組列 (Batteries)

127 太陽能光伏發電系統主要元件器件 (gt1 kWp)

太陽光伏發電系統

太陽電池單元 (Solar Cell )

太陽電池模板(PV Module)

太陽電池組列(PV Array)

16

17

128 直流配電箱接線圖

18

129 直流配電箱內部元件配置

阻絕二極體

突波吸收器

1210 住宅併聯型光伏發電系統組件配置示意圖

住宅用市電併聯型太陽能光伏發電系統是經由系統的規劃設計透過功率調節器 ( 包括逆變器及市電並聯保護裝置等功能 ) 結合太陽電池模組陣列經由現場架設管線交直流接線箱配電箱及電表等元件器件和機電工程施工技術相互整合建置的一體化系統

19

1211 光伏發電系統規劃設計及工程建置 主要元件器件規劃設計及工程建置項目

20

負 正

負 正

日光照射 日光照射 日光照射 日光照射

電子流 電流負 正電子 電洞

=gt 化學能 電能

=gt 光能 電能

化學反應化學藥品

半導體 矽 (p )型

pn接面

電池串聯

+

+

+

_

_

_

__ _

+ + +模組

05V~06V

1212 太陽能電池單元（ Solar Cell ）

Front side is negative

21

1213 太陽能電池陣列電路接線示意圖

防止逆流元件

避雷元件

開關單元

太陽能電池陣列 太陽能電池陣列

22

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

電力轉換器( 電力調節器 )

(Inverter Power

Conditioner)

蓄電池組列 (Batteries)

127 太陽能光伏發電系統主要元件器件 (gt1 kWp)

太陽光伏發電系統

太陽電池單元 (Solar Cell )

太陽電池模板(PV Module)

太陽電池組列(PV Array)

16

17

128 直流配電箱接線圖

18

129 直流配電箱內部元件配置

阻絕二極體

突波吸收器

1210 住宅併聯型光伏發電系統組件配置示意圖

住宅用市電併聯型太陽能光伏發電系統是經由系統的規劃設計透過功率調節器 ( 包括逆變器及市電並聯保護裝置等功能 ) 結合太陽電池模組陣列經由現場架設管線交直流接線箱配電箱及電表等元件器件和機電工程施工技術相互整合建置的一體化系統

19

1211 光伏發電系統規劃設計及工程建置 主要元件器件規劃設計及工程建置項目

20

負 正

負 正

日光照射 日光照射 日光照射 日光照射

電子流 電流負 正電子 電洞

=gt 化學能 電能

=gt 光能 電能

化學反應化學藥品

半導體 矽 (p )型

pn接面

電池串聯

+

+

+

_

_

_

__ _

+ + +模組

05V~06V

1212 太陽能電池單元（ Solar Cell ）

Front side is negative

21

1213 太陽能電池陣列電路接線示意圖

防止逆流元件

避雷元件

開關單元

太陽能電池陣列 太陽能電池陣列

22

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

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222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

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232 系統日常管理

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233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

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234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

17

128 直流配電箱接線圖

18

129 直流配電箱內部元件配置

阻絕二極體

突波吸收器

1210 住宅併聯型光伏發電系統組件配置示意圖

住宅用市電併聯型太陽能光伏發電系統是經由系統的規劃設計透過功率調節器 ( 包括逆變器及市電並聯保護裝置等功能 ) 結合太陽電池模組陣列經由現場架設管線交直流接線箱配電箱及電表等元件器件和機電工程施工技術相互整合建置的一體化系統

19

1211 光伏發電系統規劃設計及工程建置 主要元件器件規劃設計及工程建置項目

20

負 正

負 正

日光照射 日光照射 日光照射 日光照射

電子流 電流負 正電子 電洞

=gt 化學能 電能

=gt 光能 電能

化學反應化學藥品

半導體 矽 (p )型

pn接面

電池串聯

+

+

+

_

_

_

__ _

+ + +模組

05V~06V

1212 太陽能電池單元（ Solar Cell ）

Front side is negative

21

1213 太陽能電池陣列電路接線示意圖

防止逆流元件

避雷元件

開關單元

太陽能電池陣列 太陽能電池陣列

22

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

18

129 直流配電箱內部元件配置

阻絕二極體

突波吸收器

1210 住宅併聯型光伏發電系統組件配置示意圖

住宅用市電併聯型太陽能光伏發電系統是經由系統的規劃設計透過功率調節器 ( 包括逆變器及市電並聯保護裝置等功能 ) 結合太陽電池模組陣列經由現場架設管線交直流接線箱配電箱及電表等元件器件和機電工程施工技術相互整合建置的一體化系統

19

1211 光伏發電系統規劃設計及工程建置 主要元件器件規劃設計及工程建置項目

20

負 正

負 正

日光照射 日光照射 日光照射 日光照射

電子流 電流負 正電子 電洞

=gt 化學能 電能

=gt 光能 電能

化學反應化學藥品

半導體 矽 (p )型

pn接面

電池串聯

+

+

+

_

_

_

__ _

+ + +模組

05V~06V

1212 太陽能電池單元（ Solar Cell ）

Front side is negative

21

1213 太陽能電池陣列電路接線示意圖

防止逆流元件

避雷元件

開關單元

太陽能電池陣列 太陽能電池陣列

22

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

1210 住宅併聯型光伏發電系統組件配置示意圖

住宅用市電併聯型太陽能光伏發電系統是經由系統的規劃設計透過功率調節器 ( 包括逆變器及市電並聯保護裝置等功能 ) 結合太陽電池模組陣列經由現場架設管線交直流接線箱配電箱及電表等元件器件和機電工程施工技術相互整合建置的一體化系統

19

1211 光伏發電系統規劃設計及工程建置 主要元件器件規劃設計及工程建置項目

20

負 正

負 正

日光照射 日光照射 日光照射 日光照射

電子流 電流負 正電子 電洞

=gt 化學能 電能

=gt 光能 電能

化學反應化學藥品

半導體 矽 (p )型

pn接面

電池串聯

+

+

+

_

_

_

__ _

+ + +模組

05V~06V

1212 太陽能電池單元（ Solar Cell ）

Front side is negative

21

1213 太陽能電池陣列電路接線示意圖

防止逆流元件

避雷元件

開關單元

太陽能電池陣列 太陽能電池陣列

22

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

1211 光伏發電系統規劃設計及工程建置 主要元件器件規劃設計及工程建置項目

20

負 正

負 正

日光照射 日光照射 日光照射 日光照射

電子流 電流負 正電子 電洞

=gt 化學能 電能

=gt 光能 電能

化學反應化學藥品

半導體 矽 (p )型

pn接面

電池串聯

+

+

+

_

_

_

__ _

+ + +模組

05V~06V

1212 太陽能電池單元（ Solar Cell ）

Front side is negative

21

1213 太陽能電池陣列電路接線示意圖

防止逆流元件

避雷元件

開關單元

太陽能電池陣列 太陽能電池陣列

22

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

負 正

負 正

日光照射 日光照射 日光照射 日光照射

電子流 電流負 正電子 電洞

=gt 化學能 電能

=gt 光能 電能

化學反應化學藥品

半導體 矽 (p )型

pn接面

電池串聯

+

+

+

_

_

_

__ _

+ + +模組

05V~06V

1212 太陽能電池單元（ Solar Cell ）

Front side is negative

21

1213 太陽能電池陣列電路接線示意圖

防止逆流元件

避雷元件

開關單元

太陽能電池陣列 太陽能電池陣列

22

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

1213 太陽能電池陣列電路接線示意圖

防止逆流元件

避雷元件

開關單元

太陽能電池陣列 太陽能電池陣列

22

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

1214 太陽能光電轉換器 - 太陽能電池 V- I 特性曲線

23

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

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1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

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由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

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太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

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4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

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6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

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7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

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( 五 ) 系統規劃設計簡例

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151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

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DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

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153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

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154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

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156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

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157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

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222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

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109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

1215 最大功率點追蹤 (MPPT) 技術

24

太陽能電池陣列的輸出隨著太陽輻射照度和太陽能電池陣列的表面溫度而變動因此需要跟蹤太陽能電池陣列的工作點並進行控制使陣列始終處於最大輸出以獲取最大的功率輸出

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

1216 並聯型 PV DC-AC 轉換器架構圖

25

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

典型的太陽能光伏發電系統組件及各部份組成功能功能描述如下

(一 ) 太陽能電池模組 陣列 (Solar Cell Module)

單片太陽能電池模組性能規格 太陽能電池功率 - 電壓特性曲線

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(13)

26

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

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七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

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二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

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1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

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1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

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1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

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規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

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1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

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3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

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由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

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太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

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4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

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6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

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7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

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151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

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DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

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CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

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153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

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153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

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154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

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156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

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157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

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222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

(二 ) 直流 - 直流轉換器 (DC-DC Converter) 為使太陽能電池模組 陣列達到最大的光電能轉換最佳化提供穩定的直流電壓輸出以供後級的直流 - 交流變流器轉換為穩定的交流電壓輸出

(三 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 由於太陽能電池的功率輸出大小會受到日照強度電池溫度及負載等因素影響而產生變化因此需要準確及快速地最大功率點追蹤功能來配合調節常用的最大功率點追蹤控制法可分為擾動觀察法及增量電導法兩種

(四 ) 變流器 (Inverter) 以單相全橋式的直流 交流變流器為例變流器的切換係採用正弦脈波寬度調變（ SPWM ）技術操作於單極性電壓切換用以有效抑制輸出電壓的諧波成份

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(23)

27

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

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6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

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( 五 ) 系統規劃設計簡例

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151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

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151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

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DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

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CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

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153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

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153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

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154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

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157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

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222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

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231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

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232 系統日常管理

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233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

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234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

(五 ) 隔離保護裝置 (Isolated Protection Device) 1 保護裝置能及時切離系統與外部市電端的併聯功能 2 提供適當的安全隔離以保護工作人員的作業安全 3 變流器輸出低電壓與過電壓保護 4 變流器輸出過電流保護 5 短路及超溫保護

(六 ) 同步並聯供電 當市電電源故障後再回復供電時首先太陽能光伏 發電系統經由同步程序與市電網路併聯然後再依據當 時日照量下之發電量決定台電與太陽能光伏發電系統之 供電分配在光伏發電系統的發電量大時調節由市電 網路提供負載之功率降低並對儲能系統之蓄電池組進 行充電在光伏發電系統的發電量小時大部份電力由 市電網路提供並同時由市電對蓄電池組充電

1217 太陽能光伏發電系統組件及功能描述(33)

28

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

典型的太陽能光伏發電系統基本組成架構包括太陽能電池模組 陣列模組 陣列支撐架與安裝基礎直流接線箱 ( 包含保護元件部件及器件 ) 最大功率點追蹤 (MPPT) 直流 直流轉換器充放電控制器蓄電池組變流器 ( 直流 交流轉換器 ) 交流配電盤 ( 包含保護元件與器件隔離保護裝置保護電驛及同步並聯控制等 ) 變壓器電腦網路監控系統及配管與配線等所構成如下圖所示

升壓降壓直流-直流轉換器

同步併聯控制隔離保護控制

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

配電盤放電

直流

交流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

台電配電網路

1218 太陽能光伏發電系統組成架構

29

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

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A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (15)

PV 發電系統的種類是根據系統的元件器件組成與負載的型式來區分首先依據用電方式需求選定合適功能的系統元件器件組成主要是分為獨立型倂聯型防災型和混合型等四種系統架構其次 再依據負載型式 ( 交流或直流 ) 及有無蓄電池需求來進行分類 最後在細部規劃及設計時應根據使用者的用途需求務必選定可匹配的元件器件相互連結組成

30

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

1 獨立型系統 (Stand-Alone System) 太陽能光電發電系統運行獨立於外部的發電系統或 及配電網路系統之外以自給自足的模式供應負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (25)

31

升壓降壓直流-直流轉換器

直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

直流

變流器

交流

充電

直流負載

交流負載

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

2 併聯型系統 (Grid-Connected Interactive ) 太陽能光電發電系統運行與外部的發電或 及配電網路系統相互併接供電既可對外傳送電力給外部的發電及配電網路又可從外部的發電或 及配電網路供給電力到太陽能光電發電系統供應負載端所需的電力

32

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (35)

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

最大功率點追蹤控制器

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

直流負載 交流負載

同步併聯控制隔離保護控制

台電配電網路

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

3 防災型系統 緊急防災型系統是以整合併聯型及獨立型兩種功能於一體其運行模式是當外部的發電或 及配電網路系統正常時太陽能光電發電系統的輸出電力可直接饋入外部的發電或 及配電網路系統並對其系統內部的蓄電池組件充電儲能當外部的發電或 及配電網路系統異常時其太陽能電池模組 陣列之輸出電力可對其系統內部的蓄電池組件充電儲能並提供緊急負載端用電所需的電力

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (45)

33

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

正常時負載

災害時負載

直流負載備註MPPT最大功率點追蹤ATS自動切換開關

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

4 混合型系統 (Hybrid System) 混合型系統是由多種電源所組成之發電系統這些電源包含太陽能光電風力發電水力發電引擎驅動發電及其他電源但不包括外部的發電或 及配電網路電源其儲能子系統如蓄電池組不構成本定義所指之電源

1219 太陽能光伏發電系統架構分類 (55)

34

升壓降壓直流-直流轉換器 直流-交流轉換器

蓄電池組

充放電控制器

ATS

太陽能電池模組陣列

太陽能電池模組陣列

放電

變流器

充電

交流負載

台電配電網路

MPPT

直流負載

輔助發電機

COS

升壓降壓直流-直流轉換器

升壓降壓直流-直流轉換器

風力發電系統

其它再生能源DC Bus

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

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234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

( 三 ) 學校太陽能光伏發電系統

規劃設計及建置階段所面臨的問題及解決之道

35

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

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149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

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1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

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七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

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二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

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1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

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3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

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太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

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4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

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6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

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7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

131 學校將會面臨的問題點(1)如何選定專業及公正的規劃設計及建造單位 (2)如何避免包商的施工能力不足而影響系統質量 (3)如何確保系統驗收後可持續高效率運行 (4)如何確保系統驗收後其運行的可靠度高 (5)如何確保系統的維護費低及故障發生後復原快 (6)如何確保系統運行中其相關發電數據及資訊可 有效地結合在綠能的教學上 (7)如何確保系統可為校內節省電費支出發揮其最 大效益

36

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

132 相關問題點的解決之道(1)校方成立一個臨時性任務的太陽光伏發電 系統建置專案技術委員會平台以便協助 校方支援相關工程專業知識及技術諮詢(2)由專案技術委員會平台協助校方評估慎 選專業及公正的規劃設計及建造單位(3)由專案技術委員會平台協助校方慎選合 適的承包商確保系統工程質量

37

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

( 四 ) 系統規劃設計建置階段工作流程及相關組件參數計

算

38

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

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154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

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156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

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157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

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222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

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233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

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234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

141 太陽能光伏發電系統建置重要條件依據台灣地區光伏發電系統運行資料統計顯示全年的日平均發電量約為 3~4 kWhkWp 年平均發電量約為 1000~1500 kWhkWp 台灣地區的太陽能光電發電系統建置重要條件考量如下 1 日照充足太陽能電池模組 陣列的設置方式應避免圍建築 物遮蔭必須無光障害太陽能電池模組 陣列的架設必須 面向南方傾斜角度為 22~25 plusmn 10度 ( 台灣地區通常採用 235 度 ) 2 週邊環境應考量建築物空間鹽害雷害風況天候 溫度防潮排水及地盤結構狀況等重要因素3 建築結構樑柱等位置應考量載重設計如需架設於外牆 則需考量其強度設計4 電氣設備了解電氣設備現況確保電氣設備的安全性以 掌握建置時電氣配線與施工路徑5 監控系統 監控系統軟體架構與規範必須明確以智慧型控 制策略及管理結合 HMI+PLC+ 網頁型功能是必須的

39

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

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A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

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149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

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149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

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233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

142 典型的太陽能光伏發電系統建置流程

40

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

143 PV 發電系統規劃設計之重要因素

太陽電池一年能發多少電

太陽光發電的成本 ( 簡易估算 )

太陽光發電需要多少土地

41

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

42

144 太陽能光伏發電量概算bull 年發電量（ EP ）＝ PAS times HA times K times

365(天 )PAS 太陽能電池組列容量 HA 設置場所及設置條件的累計日射量（ kWhm2 x 日） K 總設計係數（ 065～ 08 06≒ ）

bull 以系統利用率來概算 年發電量＝太陽電池陣列模板的發電量 x 系統利用率 x

8760 （小時）系統利用率＝ 01～ 015 01≒ 一年總時數＝ 24 （小時） x 365 （天）＝ 8760 小時

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

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154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

145 太陽電池一年能發多少電

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

10 kWm2

05 kWm2

日照強度

等效日照時數(Sun Hour)

組列單日發電量 = 組列額定輸出功率 times 等效日照時數 bull 預估 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) x 4 h (Sun Hour)= 4 kWh

組列年發電量 = 組列額定輸出功率 times 年平均日照時數 times 365

bull 預估 1 kWp 組列年發電量 = 1 times 4 h times 365 = 1460 kWh

時間43

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

146 太陽光能的發電成本簡易估算1 假設目前太陽光發電系統設置成本約為 NT$ 140000 kWp

2 假設年平均每日日照時數約為 25 Sun Hour ( 台灣中南部地區 )

bull 1 kWp 組列單日發電量 = 1 (kW) times 25 (Hour)= 25 kWh

bull 1 kWp 組列年發電量 = 25 times 365 = 913 kWh (度 )

3 假設太陽光發電系統使用壽命為 20 年bull 1 kWp 太陽光發電系統總共可發電 20 times 913 = 18260 度

4 生產每度電之成本約為 140000 18260 ≒ NT$ 77

5 未來發展趨勢bull 太陽光發電系統設置成本將逐年降低bull 市電電費將會升高 ( 國內目前電費約 NT$ 3 度 )

44

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

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233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

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234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

147 建置太陽能光伏發電系統需要多少土地

效率 = (輸出功率 W) ( 組列面積 m2 x 日照強度 Wm2 ) times 100

組列面積 m2 = 輸出功率 W ( 效率 x 日照強度 Wm2 ) times 100 bull 假設使用效率 gt136 模板於 1000 Wm2 (AM15) 日照強度下 10 kWp 模板組列面積 (m2) = 10000 (0136 times 1000) = 735 m2

10 kWp PV 系統土地面積需求約 ~ 735 m2 times 15 times 11

~ 121m2 (~36坪 )

( 包括陰影面積及維修空間 )

bull 假設使用效率 ~10 模板 則模板面積約 ~ 100 m2

土地面積需求約 ~ 165m2 (~50坪 )

gt55o

夏至

冬至春秋分

235o 235oh

L1 L2

45

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

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4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

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DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

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154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

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157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

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222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

148 太陽能發電系統的規劃與設計bull 光伏發電系統的規劃與設計分為軟體設計和硬體設計兩部分以軟體設計在先而硬體設計在後

bull 光伏發電系統設計的總原則是在保證滿足負載供電需要的前提下確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量以盡量減少初期投資

46

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

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二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

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1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

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1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

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3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

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4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

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6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

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( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

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DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

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153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

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154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

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156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

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157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (15)

根據國際能源機構 (IEA)的分類如下

1 小規模 100 KWp以下 2 中規模 100 KWp - 1 MWp 3 大規模 1 MWp - 10 MWp 4 超大規模 10 MWp以上

47

A 光伏發電站的規模等級劃分標準

B 根據電網接入電壓確定光伏發電站等級 1 小規模 接入 04KV 電網裝機容量不得 大於 100 KWp 2 中規模 接入 10 - 35KV級電網 3 大規模 接入 66 KV級以上電網

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

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6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

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151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

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234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (25)C 大規模光伏發電站（ LS-PV ）技術特點

1 在發電側並網沒有儲能系統2 併入高壓公共電網（ 22 kV － 161 kV) 3 少量自用電力從公共電網提供（小於 1 ）4 發電功率大5 自動控制無人看守6 靠近負荷中心7 大部分使用荒地建廠8 配備自動追日系統或聚光型光伏電池提升效率

9 配置氣象及運行資料自動監測和遠端資料傳輸系統

48

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

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233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (35)D 應考量的問題及解決策略1 總體模組化設計2 大型光伏發電站與高壓電網並網和保護裝置3 抗風沙抗紫外抗老化耐高低溫的光伏組件4 三相並網變流器的電壓不平衡問題及解決策略5 多機並聯實現大型光伏並網系統的控制調度策略 MPPT尋優演算法

6 電網閃變及波動對並網變流器的影響和解決策略7 多台變流器同時並網的互相影響及解決策略8 光伏發電站參數監測計量及智慧型監控系統功能9 多台並網變流器同時運行下的反孤島效應問題並研究可靠的控制策略防止孤島效應

10 單雙軸追日系統11 成本分析

49

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

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4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

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7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

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154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

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222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

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109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (45)E 規劃及設計規劃設計的定義 對工程的實施在技術上和經濟上所進行

的全面而詳盡的安排是整個工程成敗的決定性環節規劃設計的範圍 工程總承包的規劃設計（含基本設計

詳細設計竣工圖設計）及相關的專業技術服務初步設計 根據批准的可行性研究報告和設計基礎資料

對設計物件進行通盤研究闡明在制定的地點時間和投資控制數內擬建工程在技術上的可行性經濟上的合理性通過對設計物件作出的基本技術規定制定專案的總概算

施工圖設計 根據批准的初步設計的內容和要求對建設項目的所有主輔生產廠房附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪製出正確完整和盡可能詳盡的圖紙應能滿足預算及施工組織設計的編制

50

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

149 光伏發電系統規劃及設計概述 (55)F 規劃設計優化原則1 研究建置條件採多方案比較確定合理可行的方案2 場址分析及選定3 合理配置系統組件及太陽能光伏電池陣列4 組件模組化安裝便捷以減少工時材料及連線5 電纜佈線最優化降低線路損失6 高效率變流器是系統穩定運行的保證變壓器的選擇是 最後的效率節點7 分散式佈置集中監控快速掌握資訊預防發生故障8 工程規範明確及造價核算確實9 對電力品質的影響 當出力變化時電壓波動直流逆變 過程產生諧波對電能品質造成嚴重影響

51

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (117)典型的太陽能光伏發電系統建置程序如下圖所示設置場址之調查1設置地點之面積 周邊狀況型式hellip等2初步系統規劃

設計1太陽光電組列設計2系統元件選擇3遮陰分析發電量計算

申請程序與電力公司協商及申請併聯取得同意文件

施工1太陽光電組列與元件安裝2電力配管與配線工程

完工及運轉1系統檢驗2系統試運轉3驗收 52

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

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6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

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151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

系統建置優化之七個階段1 初步規劃階段2 基本規劃設計階段3 細部設計階段4 工程發包及施工階段5 施工監造及工程管理階段6 工程竣工及驗收階段7 工程保固及維護階段

簡要說明如後

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (217)

53

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

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4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

系統建置初步規劃階段

系統工程基本規劃及設計階段

工程細部規劃及設計階段

系統工程發包及施工階段

施工監造及工程管理階段

工程竣工及驗收階段

工程保固及維護階段

開始

結束

1計畫執行依據2設置場址選擇3系統規劃考量

1工程初步規劃設計圖說2蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則3蒐集全系統及各子系統規範功能描述及使用準則

1施工細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工規範準則

1工程細部設計圖說2工程細部採購規範3材料明細表4系統工程發包及施工準則5施工圖說及施工計畫書

1工程合約執行細節內容及分工2合約進度控制與管理3工程監造及品管標準4品管計畫書

1工程材料各項目檢驗及驗收標準2各子系統完工驗收流程及驗收標準3教育訓練4全系統工程驗收流程及驗收標準5系統工程性能指標及評估量表準則

1系統保固保用判定準則2系統操作檢查維護與保養事項

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (317)

54

七個階段之系統建置流程

執行細部項目

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

1 初步規劃階段 關於系統建置之初步規劃階段擬建議由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

(1)協助使用單位完成對系統建置之初步構想及需求(2) 選定確實有能力執行規劃設計之專業技師或人員

太陽能光伏發電系統是一種跨領域的專業技術整合成果表現大多數專業人員有其實務技術整合知識之盲點無法完全落實其相關之專業技術整合及匹配的規劃設計工作造成許多系統運行後產生效率不彰等問題

1410 系統規劃設計及建置優化流程(417)

55

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

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1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

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1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

1 初步規劃階段 --法規依據一電力相關法規bull太陽光電發電系統非屬「電業法」第九十七條 規定之自用發電設備無須向電業主管機關申 請自用發電設備登記bull台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 bull再生能源電力收購 bull100kWp 以上而未滿 500kWp 之太陽光電發電系 統併接處理原則 bull太陽光電發電系統總裝置容量 100kWp(含 ) 以下 併接於低壓者之作業程序及流程bull其他相關法規

1410 系統規劃設計及建置優化流程(517)

56

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

二建築相關法規bull建築技術規則建築設計施工編 bull屋頂需設置避難平台建築物整理 bull建築物設置太陽光電發電設備高度在二公尺以 下者免申請雜項執照 bull設置於地面上之太陽光電發電設備應申請雜 項執照 bull建築物或雜項工作物得免由建築師設計監造 或營造業承造之範圍－請依各縣市政府建築 管理自治條例規定辦理

1410 系統規劃設計及建置優化流程(617)

57

1 初步規劃階段 --法規依據

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

58

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

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3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

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由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

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太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

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4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

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6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

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( 五 ) 系統規劃設計簡例

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151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

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DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

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153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

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154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

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157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

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222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

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231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

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232 系統日常管理

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233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

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234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

1 初步規劃階段 -- 系統組件之軟硬體設計原則 1系統組成架構及發電輸出電能規格

2太陽能電池模組 陣列架台配置3直流接線箱（ Array Junction Box ）4直流 - 直流轉換器 MPPT5充放電控制器與蓄電池組6變流器 (Inverter)7交流配電箱（ AC Switchboard ）8變壓器 (Transformer)9智慧型監控系統 (HMI + PLC + Web-Based

Info)10配管配線11電氣安全警語標示

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (717)

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1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

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1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

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規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

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1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

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3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

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由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

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太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

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4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

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6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

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7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

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( 五 ) 系統規劃設計簡例

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151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

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151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

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DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

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CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

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152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

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153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

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153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

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154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

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156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

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157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

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222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

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231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

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232 系統日常管理

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233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

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234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

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結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

1 初步規劃階段 -- 設置場址選擇與系統規劃1場址勘查2場址應用規劃之資料收集3場址勘查需使用的工具4光伏電池陣列場址的勘查方式5場址資料整理與系統發電容量預估6平面配置圖7系統性能驗收需求 ( 例如 系統直流發電

比 RA 在 300Wm2 日照強度以上驗收之系統性

能標準直流發電比 RA 80≧ ) RA= ( 組列輸出功率 PA times 1000Wm2) ( 組列額

定 功率 P times 現場模組表面之日照強度 GI)

1410 系統規劃設計及建置優化流程(817)

59

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

60

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

61

1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

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DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

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153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

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153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

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154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

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231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

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233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

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234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

1 初步規劃階段 -- 太陽光電組列間隔設計範例

組列設置若太密集前排組列的影子可能會形成後排組列的遮蔭組列影子的長度會因設置地點之緯度季節時刻而異冬至之太陽仰角為最小此時會造成最大的蔭影情形在設計組列間隔時乃考慮冬至大致900~1500 這段時間組列不被遮蔭為原則

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (917)

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規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

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1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

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3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

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由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

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太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

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4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

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6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

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7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

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( 五 ) 系統規劃設計簡例

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151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

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151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

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DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

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CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

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152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

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153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

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153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

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154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

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156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

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157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

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222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

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231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

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232 系統日常管理

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233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

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234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

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結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

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結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

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參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

規劃設計之初利用電腦模擬軟體如 PVSYST繪製太陽軌跡狀況光伏發電系統周遭遮蔭狀況適時進行遮蔭電腦模擬分析並預估發電量及早由模擬結果進行調整設計以獲得最好的系統設計

太陽軌跡模擬圖

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1017)

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1 初步規劃階段 -- 電腦模擬軟體規劃及設計

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

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3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1117)2 基本規劃設計階段

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項

1 工程初步規劃設計圖說與規範2 系統性能評估計算與模擬3 蒐集系統之元件與器件規範功能描述及使用準則4 蒐集各子系統及全系統規範功能描述及使用準則5 協助業主系統建立招標作業準則6 招標前置作業確認事項前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

62

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

3細部規劃設計階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 1現場施工參考用細部設計圖說2採購用工程材料細部規範3系統建置經費編列原則4現場施工參考用細部規範

前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1217)

63

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

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6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

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7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

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( 五 ) 系統規劃設計簡例

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151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

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151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

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DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

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CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

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234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 設備整合及匹配之技術規範須明確及量化(2) 工程細部設計圖說(3) 工程採購規範(4) 材料明細表(5) 系統工程發包及施工準則(6) 相關設備與技術文件簽認計畫書(7) 施工圖說與技術規範簽認(8) 現場施工規劃及相關配合工作計畫書前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

4工程發包及施工階段

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1317)

64

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

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152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

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153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

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153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

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154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

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156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

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157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

太陽能光伏發電系統的電氣及儀控工程施工方式係與太陽電池模組的設置並行如下圖所示從太陽能電池模組的配線開始依中繼接線端子箱交直流轉換器等器件設備等設置及相互接續依序進行

太陽電池模組間的配線 中繼端子箱之設置

接　 地

太陽電池陣列與中繼端子箱之配線

從中繼端子箱至功率調節器之配線

剩餘電力計量用電子量計之設置

屋外配線

完　 成

功率調節器之設置

住宅用分電盤之改造(新設)

從 功率調節器至分電盤之配線

屋外工程 屋內工程

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1417)

65

4工程發包及施工階段mdash現場建置流程

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

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234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

5施工監造及工程管理階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 工程合約執行細節內容及分工(2) 合約進度控制與管理(3) 工程監造及品管標準(4) 品管計畫書(5) 落實監造工作品質(6) 施工圖相關設備提供與技術文件的一 致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1517)

66

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

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DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

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153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

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154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

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157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

6工程竣工及驗收階段專業服務工作至少必須包括下列諸項 (1) 監造工作品質查核之相關表單紀錄(2) 工程材料各項目檢驗及驗收標準(3) 各子系統完工驗收流程及驗收標準

(31) 驗收重點項目與要求(32) 系統設備安裝檢查表(33) 系統竣工自主檢查表

(4) 操作與維護教育訓練(5) 全系統工程驗收流程及驗收標準(6) 系統工程性能指標及評估量表準則(7) 完工圖相關設備提供與技術文件的一致性前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶標而造成工

程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程(1617)

67

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

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231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

7 工程保固及維護階段由業主委託的專業服務工作至少必須包括下

列諸項 (1) 承包商相關設備與技術文件更新(2) 承包商售後服務內容及執行狀況(3) 系統運行時間及其發電量紀錄表單(4) 系統發電量與連接外部負載等使用狀況(5) 系統保固保用判定準則(6) 系統日常操作準則(7) 系統檢查與維護準則(8) 系統日常及定期保養準則前述各項細節必須明訂避免承包商殺價搶

標而造成工程品質嚴重缺失

1410 系統規劃設計及建置優化流程 (17 17)

68

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

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參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

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參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

1411 光伏發電系統組件參數計算 (14)

69

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

70

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

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參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

1411 光伏發電系統組件參數計算 (24)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

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1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

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( 五 ) 系統規劃設計簡例

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151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

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151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

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DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

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CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

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152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

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153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

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154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

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157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

1411 光伏發電系統組件參數計算 (34)

71

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

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( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

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CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

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154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

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156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

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157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

1411 光伏發電系統組件參數計算 (44)

72

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

( 五 ) 系統規劃設計簡例

73

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

151 系統規劃設計簡例 (14)客戶輸入的資訊

獨立型光伏發電系統全年總用電量 500MWh在 66 千伏端峰值功率為 150KW每日 24 小時耗電量假設連續 3 個晴天和連續 2 個陰雨天50〜 100 個用戶包括辦公樓派出所電信局餐廳商店家庭等分佈在面積為 5 平方公里

當地氣候數據 1 環境溫度 31左右 2 相對濕度 95 3 每天日照 5 小時

74

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

151 系統規劃設計簡例 (24)光伏發電系統示意圖集中發電與分佈式用電66 千伏 60赫茲交流電源傳輸

75

DCDC

Inverter

PV Module

DCAC

Battery bank

Office building Store

Residencearea

Power user

66kV

Bio-generator

MTS

04kV

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

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152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

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153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

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154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

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156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

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157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

151 系統規劃設計簡例 (34)

76

CAN

Main BMS 1

CAN

BMS 1

Main Controller

Gate

RS485

Multifunction meter

Transformer

Low voltage circuit breaker

hellip

Ethernet

Surveillance Host Demonstration SystemData server

CAN

DCDC5

DCDC1 DCAChellip

Main BMS 15 hellip

BMS 6

CAN

Main BMS 76

Main BMS 90 hellip

CAN

光伏發電系統智慧型監控架構

HMI + SCADA + Communication

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

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222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

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231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

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232 系統日常管理

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233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

151 系統規劃設計簡例 (44) 智慧型電網 (Smart Grid) 技術應用bull 智慧型電網為整合發電輸電配電及用戶的先進電網系統其兼具自動化及資訊化的優勢具備自我檢視診斷及修復等功能提供具高可靠度高品質高效率及潔淨之電力可滿足世界各國能源政策發展方向與因應社會對供電可靠度與供電品質提高的要求另一方面可以導入大量再生能源併網發電結合智慧型電表進行需求面管理減少二氧化碳排放抑制尖峰負載及節約能源

bull 建置智慧型電網的關鍵技術包括(1) 跨網路的整合通訊技術 (2) 先進的控制方式 (3) 感測

讀錶及量測 (4) 先進的電力設備及電網元件 (5) 決策支援及人機介面

77

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

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參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

78

152 太陽能光伏發電系統單線圖bull 範例係 5kWp 以下系統

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

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156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

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157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

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234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

79

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 1 ）

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

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222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

80

153 太陽能電池組列平面配置圖（範例 2 ）

81

154 太陽能電池組列間隔設計範例

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

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231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

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232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

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234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

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結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

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參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

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參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

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154 太陽能電池組列間隔設計範例

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155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

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156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

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157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

82

155 太陽能電池組列設置原則bull 架設角度

ndash 台灣位於北回歸線上而北回歸線緯度為北緯 235 度所以將板面仰角設定為 235 度朝南可得到最大日照效益

bull 裝置場所ndash 以裝置地點環視太陽軌跡半圓軌跡路徑在下列四個節氣是否有遮蔽物阻擋太陽直射光

bull 環境地點ndash 避免高樓樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

83

156 太陽能電池組列設置場所選擇bull 平屋頂

ndash 平屋頂是最容易安裝之場所支撐架模板面傾斜角可採固定角度 (235度 ) 或隨季節可調整角度調整範圍為 0~47 度須注意結構安全及抗風壓強度

bull 斜屋頂 ndash南北座向取全年度直射光佔比較多南向會有較高效益

ndash東西座向兩面斜屋頂皆可利用唯運用效益會較差些

84

157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

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222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

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234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

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結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

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參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

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157 太陽能電池組列受遮蔽的影響

bull 遮蔽的產生ndash 女兒牆及造型牆所造成ndash 附近高樓及水塔 (水塔若可更改為臥式即解決問題 ) 所造成ndash 無線電天線及避雷針 (若可移位可以增加安裝面積 ) 所造成ndash 欄杆陰影所造成ndash 東西南向其它建築物的遮蔭所造成

bull 遮蔭對太陽能電池組列的影響ndash 發電功率會因遮陰而減少ndash 長期的不良遮蔭會減短太陽能電池模組 壽命被遮蔭的太陽能晶片會變成負載

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158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

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159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

85

158 太陽能電池組列裝設方式

傾斜屋頂平面屋頂 折板屋頂

地面設置壁面設置 ＨＩＴ Double （雙面發電）

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

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222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

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231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

86

159 太陽能電池組列配線方式

較差的配線方式同一配線同時朝向兩面 ( 東與南 )

較好的配線方式同一個配線朝向一面

配線

( 六 ) 工程管理

87

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

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231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

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234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

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結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

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結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

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參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

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參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

( 六 ) 工程管理

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

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( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

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171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

161 系統規劃設計時易疏忽的重點 (13)(1) 系統維護時的安全考量闢如方便檢測器材組件容易購得更換發熱源安裝在室內外通風處（可對流空氣）屋外箱體是否設有隔熱層板各器具設備尖銳角是否設有防撞擊設施低傷害預防性製作要求等等

(2) 監控系統軟體規範是否為市面上較流通性套裝監控軟體產品具備標準化格式之資料庫報表趨勢圖 動態畫面回授訊號遙控監控等使用者可程式化建立功能監控系統的驗收工作必須包括下列

ndash 現場與監控電腦銀幕顯示器數據是否相符

ndash 日照計 掃描顯示時間與「 資料庫」每 15分鐘紀錄一筆資料判讀參考時是否可符合現況

ndash 任何一片太陽電池模組異常是否在監控電腦銀幕 顯示器上可迅速判斷並找出該模組（ 如顯示出廠序號行列編號 ）之相關資訊

88

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

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161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

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222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

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231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

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232 系統日常管理

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233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

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234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

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結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

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結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

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參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(23)ndash 是否有獨立編號及平面配置動態圖當太陽電池模組異常

時可自動顯示並指出該處（全區圖設定尺寸範圍之放大圖 ）

ndash 在光電發電場所四周及 inverter 箱體出入口樓梯等區域設置連續斷續功能之rdquo高解晰網路全天候攝影機CCTV及 DVR 數位錄放影機rdquo供安全管理參考用

ndash 避雷電力及儀控等系統「個別單獨接地」 是否有參照 相關規定埋設紅銅板接地極（ 1200 x 600 x 3t mm ）及輔助極並以「火泥」「鑄焊」方式以零電阻方式熔接

ndash 是否分別設有防水全不銹鋼接地端子箱（ GTB1~3 ）箱體間距是否足夠板厚 20 mm 以上

ndash 設突波吸收器突波計數器將資料傳訊至監控電腦ndash 接地端子在太陽電池模組支架螺絲鎖定處應細述 + 圖說安

裝方式防銹防蝕模組絕緣等如何施作如何測試ndash 設計圖 自主檢討 查表ndash 規範描述應避免字意矛盾漏列重複籠統字意

89

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

161 系統規劃設計時易疏忽的重點(33)

(3) 監控系統應用軟體規範是否有要求廠商需提供rdquo完整規劃程式撰寫工具rdquo 工程驗收後是否可能會變為獨家 單一人方可增刪修改程式 或是須另購軟硬體界面或輸出輸入裝置設備才可以達成原先系統規劃設計功能

(4) 監控系統之操作方式出圖列表內容格式複製資料電子檔網路傳輸畫面表格數據等功能需求在發包前寫入規範內方便 可要求廠商施作

(5)環境溫度感測器應足量安裝將正確數據傳訊至監控電腦 IPC確保相關器材設備可在正常溫度下安全運行

(6) UPS不斷電裝置有其必要性至少連續額定 3 kW 110V 30 Min以上配備外接式長效型身循環蓄電池

90

( 七 ) 施工管理

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171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

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單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

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二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

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( 一 ) 使用效益

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

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221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

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222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

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231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

( 七 ) 施工管理

91

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

92

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

171 施工前管理 (13)(1) 器材型錄需附表確認(2) 設計監造與施工廠商的往來認可文件需附表確認(3)採用市售三大廠牌網路版監控軟體 (如 Citect等 )(4)避免買到一般自寫低可靠度的套裝監控軟體(5)避免買到一般獨家rdquo半封閉型rdquo監控軟體(6) 主要器材文件需附表確認 -每片模組之電壓 - 電流 - 功率監測 網路數位轉換器支架 （熱浸鍍鋅不銹鋼 ）避免鋁合金材質若須採用 則應要求至「整組」塗料塗裝完成後在現場不得再 鑽孔切割改裝 - 斷路器（無熔線 直流 - 交流漏電） -分電箱 附外隔熱板鍍鋅烤漆線槽 塗料 耐候型膜 厚 100μ 以上（鈑金廠注意膜厚間隙 ) - 變頻器 -突波吸收器

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171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

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172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

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( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

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222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

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222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

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231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

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232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

171 施工前管理 (23) - 接地施工圖銅板接地端子箱併接點 -蓄電池 不斷電裝置 - 直流交流系統單線圖複線圖 -支架平面剖面細部結構圖 - 鋼構平面剖面細部結構圖 - 鋼構基礎固定詳圖 - 施工區域詳細比例尺寸圖給廠商足夠工期審驗器材資料給予 1~2 個月時間若仍無法符合契約規範則應給予解約對爭議廠商損失較小到法院處理雙方也較有明顯資料對整體工程有正面效益反之因時間壓力廠商耍賴監造經驗不足外部壓力等因素造成草率過關

93

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

171 施工前管理 (33)ndash文件列表登錄管理 公文型錄ndash施工圖附表會議 發包資料附表確認ndash所有文件送達時同時附電子檔資料堅持執行列入契約送審條件

ndash訓練課程結束後依所提供的表格適時提出由廠商監造實務顧問簽認則該工程所有責任品質狀況一目了然更可將模糊爭議降低

94

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

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173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

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211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

172 施工中管理(1)施工人員填寫表格管理人員到現場身分核對確認(2) 器材進場時需附表供查核 查驗(3)現場既設器材設備之拆卸移裝復原等書面確認(4)漏水預防設施(5)牆板銑孔位置之結構強度書面確認資料(6)吊掛側裝器材設備等之書面資料比對及安全確認(7) 發熱散熱器材設備安全及裝設位置確認(8) 所有器材設備「尖銳角」處設置防撞安全設施(9)行走通道避免產生視覺錯誤設置防撞防跌安全設施(10)屋頂高架平台防墜落設置耐重耐久性等安全設施(11) 所有器材設備提供安全評估表

95

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

96

173 系統完工後未送電管理

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

174 完工後管理(1)施工圖面及資料更新送審(2) 系統建置過程問題總檢討(3)驗收相關書面工作內容簽認(4) 系統送電試運行及各項參數紀錄(5)驗收報告及現場驗收確認(6)操作及維護手冊及器材規範型錄(7) 教育訓練

97

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

單元二 太陽能光伏發電系統

使用效益及操作維護管理簡介

98

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

二大 綱( 一 ) 使用效益( 二 ) 保固管理( 三 ) 操作及維護管理

99

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

( 一 ) 使用效益

100

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (13)太陽光照強度隨季節氣候時間等隨時在變固定發電量不易評估且光電模組使用效率隨使用年限逐年降低每一峰瓩 (1 kWp) 的太陽光電發電系統在北部地區平均一天約可發 2-3 度電中南部地區平均一天約 3-4 度電太陽光伏發電系統總體效益可分為六大項如下述一經濟效益 採用太陽光伏發電可減少電費支出於電力輸配線路不普及的偏遠地區與離島等裝設獨立型系統其建置費用遠低於電力公司進行遙遠之輸配線路設置電力網路停電時仍需用電需求 (防災與救難 ) 可裝設併聯 獨立混合型不會有缺電情形發生太陽光電與建築設計結合減少建材用量除達到發電效果外還可增加外觀視覺藝術景觀

101

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (23)二環保效益 依據 SOLAR-ELECTRIC POWER The US Photovoltaic Industry Roadmap p10 2001資料所示每 kW 的太陽光伏發電可減少 9 公斤的硫氧化物 ( SOx) 16 公斤的氮氧化物 ( NOx )及 2300 公斤的二氧化碳 ( CO2 ) 的排放（相較於礦物能源）依據台電公司估算台灣地區每一家庭之全年用電約 3564 度即每月平均用電量為 297 度每日平均用電量約為 10 度由上述資料一個家庭約裝置 3~4 峰瓩的太陽光伏發電系統即約可滿足每日之用電需求若裝置 3 kWp 的家庭相當於3000 平方公尺森林（ 6 個網球場 ) 的綠化效果三節能效益 台灣自產電力佔台灣用電約 784其中水力佔 75火力佔512核能佔 149再生能源只佔 48每年額度都在變換中主要為火力發電地球資源有限石化燃料總有一天會用完如果利用取之不盡用之不竭的太陽能替代石化燃料不但減少外匯支出並可建立自主能源利用太陽能電池模組吸收陽光發電同時有遮陰效果降低室內溫度亦可減少能源消耗

102

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

211 太陽能光伏發電系統的使用效益 (33)四社會效益 太陽能光伏發電系統的發電量與太陽的日照強度成正比台灣夏季溫度溼度均高用在降溫設備之用電量極大此時正是太陽光伏發電量的高峰季節可疏解尖峰用電量免受限電之苦如有緊急災難發生斷電情況下亦可提供電力五產業效益 太陽能光伏發電系統是我國領先於世界之高科技產業之太陽能電池模組研發與製造能帶動高科技產業發展產業持續在研發不同種類光電池模組及如何提高效率降低生產成本產品外銷增加收入不但提升我國高科技產業技術爭取外匯並增加國民就業機會六教育效益 落實以太陽能為基礎的可再生能源知識教育及節能減碳應用教育的實務化體現

103

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

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參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

( 二 ) 保固管理

104

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

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參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

221 保固期間管理(1)廠商每月定期到場巡檢並提出相關報告(2)廠商巡檢技術人員應備齊到場檢測儀表(3)廠商巡檢之技術人員須具備相關合格證照(4)廠商巡檢技術人員需會同校方人員到場(5)廠商巡檢技術人員需負責安全責任(6)廠商巡檢需提出檢測項目數據及判讀法由第三方專業技術人員確認

(7) 器材設備故障損壞在保固期間的處理方式(8)每月每季會同參加診斷檢討會議(9) 發電數據資料的教學應用(10) 監控系統具備異常狀態報表管理(11) 系統異常廠商保固修復(12)廠商延期修復保固(13)廠商保固期間不履行修復責任及義務

105

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

222 保固期滿後管理 (12)(1) 系統如何穩定持續安全有效率運轉(2) 光板 模組如何常保清潔(3)如何確知每片光板 模組有「正常發電」(4) 監控軟體「使用者」「可設定」項目(5)各項保安監控點「顯示」數據指示判讀對照表

(6)完工後模擬故障或異常書面資料定期測試表

(7)每星期月年數據比對表 每年數據比對表

(8)如何確保發電正常應用在校內系統(9)如何確認光電發電併入電網正常異常

106

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

222 保固期滿後管理 (22)(10) 電網在正常變為異常時對校內設備的影響(11) 發電系統「接地」設施與既有接地(12)承辦人員交接資料簽認書表hellip校方廠商(13)委託「水電」廠商維護契約書(14)水電廠商維護檢測表格(15)水電廠商維護所須儀表(16)水電廠商數據表格判讀說明(17) 發電直流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對發電交流併網系統器材設備hellip 廠牌規格數量hellip數據hellip每月比對

(18)承辦人員資料簽認範圍項目hellip校方廠商107

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

( 三 ) 操作及維護管理

108

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

109

231 系統操作管理(1)操作人員以受專業訓練為宜操作人員不得配戴金屬品如項鍊戒指手錶耳環等且須保持雙手乾燥最好能配戴絕緣手套

(2) 系統操作前須先檢視系統相關元件是否有接好配線是否有裸露若有類似情形請通知合格專業人員

(3) 建議操作系統時須有兩人在現場以一人操作為宜不得兩人同時操作且須有乾燥不導電之木棍等絕緣物備用以防發生觸電時未觸電者可以絕緣物將觸電者自電氣設備移開並通知救護人員前往處理

(4)若非必要不要在雨天操作系統之戶外部份(5) 系統啟動及關閉須注意操作開關之順序（比如先關閉直流

開關再關閉串列開關）以避免不當操作(6) 發生火災時應將鄰近 PV 系統停止運轉並切斷電源(7) 系統維護操作完畢後須將設備回復並將交流盤等箱體

關好

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

110

232 系統日常管理

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

111

233 系統定期管理bull 定期檢查應由專業人員執行原則上檢查及測試作業是在地面上進行依個別系統的設置環境等其他理由檢查者在確認安全的情況下始於屋頂上進行檢查若發現異常時須與製造商或專門的技術者（配線相關的電氣施工業者）討論並由專業人員排除

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

117

參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

112

234 系統維護管理(1) 太陽光電組列清潔若發現模組玻璃表面有污垢時可用水

或加清潔劑直接清洗或擦洗注意使用沖水時水柱不可直接沖向直流接線箱或任何配線

(2) 組列架台金屬維護若發現金屬架台部份生鏽時為防止生鏽擴大可先進行清理金屬表面後上油漆防鏽注意油漆勿沾上模組玻璃表面

(3) 變流器直流接線箱與交流配電盤外表灰塵清理注意若須要進行流接線箱與交流配電盤箱體內部清潔時務必將系統停機後始得進行此外不可拆卸變流器外殼以防觸電危險

(4)蓄電池維護若使用加水型鉛酸續電池應注意電瓶內部電解液水位是否低於下限若電解液水位接近下限時應予補充電瓶水

(5)注意是否有異常聲音振動及異味通常在感覺異常時即施予檢查若無法進行自我檢查則須尋求專業廠商派遣專業人員進行檢修維護

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

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參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

( 四 ) 結論

113

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

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參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

結論 (12)1 太陽能光伏發電系統的規劃設計採購施工及維 護是非常專業的課題為了建置系統優化考量業主

所委託的專業技師或承包商的七個階段標準化作業程

序的專業工作品質配合是必要的有關執行細節及考

核獎懲是必須以合約文件明訂要求2 因為每個太陽能光伏發電系統之設置地點環境條件 及功能需求皆不盡相同但系統運行高效率及穩

定的目的是相同的使所建構的每個太陽能光伏發電系統專案都有優化的使用效益

3 由業主籌組一個太陽能光伏發電技術諮詢團隊協助 遴選專業技師 (人員 ) 及明訂工程工作範圍及內容品質標

準邀請學者專家及已設置太陽能光伏發電系統負

責人員參與討論使現有系統得以正常運行發揮其

應有的系統功能及效率同時為欲裝設太陽能光伏發

電系統之負責人員提供經驗分享及技術資訊傳承

114

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

115

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

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參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

結論 (22)4 地球上所能提供的石化能源越來越少電價的持續調漲將 勢在必行光伏發電科技業的產品技術研發不斷地突破 其產量增加成本價格將會下降利用無污染之太陽能發 電就是為減碳節能所以評估經濟效益不能只用目前產生 電量及價格來計算必須從整體環境保護的原則去評估 亦應加入所有的環境成本例如光電池模組製程中產生碳 量光電池模組可使用 15-20年後廢棄及 NG 光電池模組回

收處理所需耗的碳量整體評估才能符合減碳節能之目的 以目前的台灣電價而言採用太陽光能發電未必符合經 濟成本但以總體效益考量太陽光電使用仍有其必要性 仍宜評估適當的場所 (如學校政府機關 ) 應積極推廣5 太陽能光伏發電系統的建置是一種專業的工程科技是 高科技的機電一體化技術的體現在能源短缺的現今大 家應以務實的態度來面對問題跨領域合作竭力來完成 系統建置的優化利用目標

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參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

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參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

參考資料 (12)1 工業技術研究院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 (草案 ) 2009

經濟部能源局能源產業技術白皮書 2010 2 蕭英傑適用於分散式能源之串聯型併聯運轉模組探討國立中山大學電機

工程學系碩士論文 2006 3 林于翔併網型與獨立型太陽能發電系統之研究國立臺灣科技大學電機

工程系碩士論文 2007 4 黃崇倫太陽光電能市電並聯轉換器之研製國立雲林科技大學電機工程

系碩士論文 2008

5 工業技術研究院工業材料研究所太陽光電發電系統設置指南太陽光電系統推廣計劃編印 2003

6 楊俊英太陽光電公共建築設置應用工研院太陽光電科技心 2009 7 工業技術研究院年度振興經濟擴大公共建設投資計畫 - 太陽光電系統竣工

報告書常見問題與建議事項 2009 8 公共工程或公有建築物設置太陽能發電系統工業技術研究院 2009 9 鄭政利詹肇裕彭聖皓太陽光電系統之實測評估研究技術學刊第十八

卷第二期 2003 10 熊谷秀太陽光電建築應用與能源局補助設置作業要點說明工業技術研

究院太陽光電科技中心 2009 11 沈仲晃太陽能電池安裝角度與電能輸出之研究技術學刊 第二十卷 第

一期 2005 116

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參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

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參考資料 (22)12 王廷興太陽能發電配電設計概要13 工研院太陽光電系統招標文件重點說明 9791614 工研院公共建設設置太陽光電系統參考手冊 9833115 清雲科技大學太陽光電實務班講義 9881516 傳典光電科技有限公司太陽光電系統應用教育簡報17 聚恒科技股份有限公司 httpwwwhengscom18 綠色能源產業資訊網 httpwwwtaiwangreenenergyorgtw19 氣象局 2009年統計資料（日照時數表）20 億芳能源科技股份有限公司　 HCPV發電系統之技術概述簡報 20090728

21 國立成功大學電機工程學系楊宏澤教授太陽能電池節能模組晶片之設計開發及應用 98 年 5 月 22 日

報告完畢敬請指教

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