黃明勝、李羿蓁、黃中騰、張評款、黃朝揚 / 工研院綠能所
隨插即用太陽光電(Plug-in Photovoltaics; PIPV)為可透過家用插座直接併入住宅交流迴路之微型光電系統,設計理念為使民眾無須專業電工即可自行安裝,降低分散式光電之安裝門檻。德國、美國及韓國近年已陸續完成法規調適或制定專屬標準及相關安全規範。但由於台灣採110 V低壓系統,相同功率下電流約為歐洲230 V之2.1倍,發電所造成的迴路占比偏高,過電流保護、斷路器遮蔽效應、匯流排過載及漏電保護等挑戰,現階段難以直接移植歐洲模式。本文比較各國功率限制、連接方式、安全保護、認證標準與行政程序,辨識台灣關鍵瓶頸,據此建議台灣秉持「安全優先、漸進開放」原則,初期將功率上限設為400 W,並輔以專用迴路、漏電保護、變流器觸電防護及結構防墜等要求,在確保用電與公共安全之前提下降低安裝門檻,待體系成熟後再逐步放寬。若能同步建立PIPV專屬制度,當可補足小型住宅與租屋族之普及缺口,與屋頂光電政策相輔相成,協助實現2050淨零排放目標。
【內文精選】
全球能源轉型浪潮下,分散式太陽光電為實現淨零排放之關鍵技術。傳統建物設置屋頂型光電之安裝涉及併網審查、專業電工施工及行政核准,門檻較為嚴格;隨插即用太陽光電(Plug-in Photovoltaics; PIPV)則可透過一般家用插座直接匯入住宅既有交流迴路,使消費者無須專業電工或另設專用迴路即可自行安裝,並以自發自用為主、不以餘電躉售為目的。
國際間近年積極推動PIPV,德國以「Solarpaket I」法案搭配德國電氣電子和資訊技術協會(Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik; DKE)所訂定的DIN VDE V 0126-95標準、美國以猶他州HB340法案搭配美國保險商試驗所(Underwriters Laboratories; UL)推出之UL3700標準、韓國則以碳中和點數制度搭配KC安全認證切入。其中,德國為全球規模最大之市場如圖一,截至2025年12月登記之陽台式光電已逾119萬套、總裝置容量突破1.2 GW。在高住宅電價與自發自用之經濟誘因驅動下,PIPV已逐步由受高度管制之能源設備,轉型為一般消費者可自行購置與安裝之「家電化」住宅能源產品。然而,台灣目前尚無PIPV專法,且因採用110 V/60 Hz壓系統,相同功率下之電流與迴路占比顯著高於歐洲230 V系統,使過電流保護、匯流排過載及斷路器遮蔽效應等風險大幅升高,成為推動PIPV之核心瓶頸。
圖一、德國Plug-in PV成長趨勢(1)
PIPV系統定義與技術架構
PIPV係指可直接透過一般插座連接至家用交流迴路、功率較小之微型光電系統。PIPV之系統功率通常落在數百瓦至千瓦等級,於歐盟框架下常見上限為800 W(AC輸出端),藉以降低對既有分路迴路與配電盤之衝擊;由於其連接方式較為簡易,一般消費者得以自行安裝;於運作模式上則以自發自用為主,發電優先供應家庭負載,多數國家要求餘電不回送或僅允許少量回送;在安全機制方面,系統須內建防孤島(Anti-islanding)功能與觸電防護機制,並與既有漏電保護裝置相容,如漏電保護器(Residual Current Device; RCD)或接地故障保護斷路器(Ground Fault Circuit Interrupter; GFCI)。
就系統組成而言,典型PIPV系統由三部分構成(如圖二):太陽光電模組、微型變流器,以及AC連接線與插頭。相較於傳統屋頂型光電系統,PIPV之優勢在於安裝簡便(無須改裝配電盤或佈線)、成本低廉、適用對象廣泛,以及行政程序大幅簡化。
圖二、Plug-in PV 示意圖(4)
國際PIPV法規與技術標準現況
本章針對國際間PIPV發展最具代表性之三個國家,即德國、美國及韓國,就其法規架構、功率上限、連接方式、安全機制、認證標準與行政程序逐一回顧 ---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。
★本文節錄自《工業材料雜誌》477期,更多資料請見下方附檔。