從SNEC 2019看浮動式太陽光電電站趨勢

 

刊登日期:2019/9/11
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林瑋佑/工研院量測中心
前言
SNEC國際太陽能光伏與智慧能源大會暨展覽會(SNEC 2019),為亞洲重要的太陽光電專業展會之一。2019年的大會於6月初在上海舉行,會中邀請到多國太陽光電領域專家學者進行專題演講,分享太陽光電電池、模組技術、材料、量測驗證技術、產品與標準趨勢等最新發展資訊(圖一)。本屆展會有來自95個國家近兩千家企業參與,其中,國際參展廠商約佔3成。展出内容包括:太陽光電生產設備、材料、太陽光電電池、太陽光電應用產品與組件,以及太陽光電工程及系统、儲能、移動能源等,涵蓋了太陽光電產業鏈的各個環節。
 
研討會重點介紹
近年來,水上太陽光電發展已成為土地狹小國家的趨勢。來自新加坡Solar Energy Research Institute ( SERIS )的Thomas Reindl博士介紹了水上型浮動式太陽光電系統於全球的發展趨勢(表一~圖二)。新加坡SERIS在水上型電站是全球研究翹楚,新加坡相對各大國雖地小人少,但因為四面環海,擁有適合發展水上型太陽能電站的優勢。擁有一個由Phoenix Solar負責建造電廠,ABB提供太陽能解決方案,位於登格蓄水池(Tengeh Reservoir)上之世界最大水上型,總發電量大約1 MW的太陽能實驗基地。Dr. Reindl介紹FPV(Floating PV)廣義的定義是水上之太陽能系統,但狹義的定義是浮式系統,也就是排除掉打樁在埤塘或池水上的系統。
 
表一、全球水上型太陽能系統發展里程碑
表一、全球水上型太陽能系統發展里程碑
 
浮式太陽能系統的優點為水面上之水氣可以對太陽能模組有冷卻(Cooling)效果,讓模組效率維持;可以減少陸地的電站用地且使陸地有更好的規劃;太陽能系統覆蓋於水面上可以使水氣蒸發率降低,有效減少藻類成長;可以與現有的基礎建設配合,以利更好的發電應用。缺點則是需要在水邊施工、運送至水邊、打樁下錨等,將造成比較高的成本,但這些成本可以透過擴大規模而減少比例。在長期可靠度方面,因為沒有多年的經驗來預估,故需要重新累積及吸收經驗,對生態、水質及景觀之環境衝擊也是一大考驗。
 
中國大陸在浮式太陽能電站之總安裝電量已達956 MW,居全球之冠,如圖三。其發展之電站數目雖不多,但每個電站規模都很大,這樣可以讓總安裝成本降低。浮式水上型太陽能系統花費最高的在於架設太陽能模組,大約佔總電站安裝成本的21 %,相較於陸域安裝的16 %,高出許多。在亞洲,隨著案場規模擴大及安裝經驗累積,技術純熟,過去的浮式結構安裝需要0.22至0.3美金每瓦,目前則只需要0.14至0.22美金每瓦,已降低27 %。估計未來可能會再降低30 %左右,若每瓦的成本可降至0.12至0.15美金,就可以建造浮式水上型太陽能電站。
 
圖三、各國發電量統計及電站大小和數量關係圖
圖三、各國發電量統計及電站大小和數量關係圖
 
不只是考慮到成本或是技術的問題,浮式水上型太陽能系統會比陸域型系統面臨到更多的挑戰,比如說因為高濕度,更要考慮到模組對於抗電致衰減的議題,以及水域上因溼度而造成更嚴重的腐蝕問題,在選擇治具及材料上就更需要考慮採用抗腐蝕材料。在錨定系統上更是陸域型沒遇過之狀況,須配合專業人士進行結構穩定評估及計算。浮式太陽能電站的機會及市場是目前全球所關注的,除了跟水庫水力發電做結合外,離岸的浮式太陽能水上型系統也是各界目標。目前新加坡擁有一個5 MW容量,直接聯網新加坡電網的離岸型浮式電站。在未來,浮式太陽能電站不只是FPV,更有可能變成SPP(Smart Floating Farms)(圖四),結合水上型電站及離岸養殖系統變成智慧型離岸水上農場或牧場,浮式太陽能系統在未來有多變的可能。
 
圖四、浮式太陽能SFF示意圖
圖四、浮式太陽能SFF示意圖
 
在水上型太陽能系統發展趨勢上,新加坡SERIS副執行長Dr.Reindl提到,浮動式太陽能發電是未來的趨勢之一,截至---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

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