併網型變流器的選用要訣

前言

世界能源日益短缺，油價居高不下，石油燃料的使用也增加了二氧化碳的排放，使得地球的溫室效應更加明顯，因此兼顧環保與能源供應的再生能源已成為炙手可熱的明日之星。而再生能源中，太陽光電系統可說是最容易安裝與維護的系統。模組型太陽光電系統並沒有複雜的機械結構(除了追日系統之外)，相對於其他的再生能源來說，可說是壽命長久、安裝容易。

太陽光電發電系統的種類

太陽光電發電系統(PV system)主要是由太陽電池組列(PV Array)、變流器(Inverter)、配線箱、蓄電池等所構成。而依應用型態則可分為獨立型系統、市電併聯型系統與緊急防災型系統等三類。

獨立(stand-alone)型太陽光電系統

或稱之為離線型(off-grid)太陽光電系統，使用蓄電池儲存電能，白天有太陽光時，太陽光電系統所發出的電力，可以提供給負載使用及對蓄電池充電，夜間則由蓄電池供電，是一種可以自給自足的電力系統。因此系統的特色是使用蓄電池且變流器(Inverter)沒有逆送電功能；獨立型太陽光電系統適用於高山、離島、基地台…等市電無法到達之處。其缺點則為蓄電池的容量與負載的計算複雜，設計不良會使系統的效率減低，而蓄電池每日將會進行深度放電與大於0.2C充電，電池壽命容易縮短。

市電併聯型(Grid-Connected)太陽光電系統

市電併聯型系統使用具有逆送電功能，可操作於併聯模式之太陽光電變流器(PV Inverter)。其適用地點為電力可以正常送達的任何地點。市電併聯型太陽光電系統在白天會將太陽電池組列所產生的直流電力轉換成交流電力，然後併接到電力公司的配電系統，可供系統端的負載使用，不足的電力由電力公司供給，若有餘電也可回送至電力公司，夜間則由電力公司供電。市電併聯型系統的優點為系統簡單、不需安全係數設計、維護容易，且具有最大功率追蹤(MPPT)，發電效率高，因此太陽光之發電能量利用率也高。而其缺點則為在停電時必須自動關機 (反孤島效應)，因而無電可用，不具防災功能。

緊急防災型(獨立/併聯混合型)太陽光電系統

防災型太陽光電系統係市電及蓄電池搭配。在白天有太陽光時太陽光電系統併聯發電，並供負載及充電使用，夜間由電力公司供電。刮颱風、下大雨而導致電力中斷時，則由蓄電池供電，因此可以安排救災，等到市電回復時就可以繼續正常運作模式。

此系統所使用的變流器(Inverter)也具有逆送電功能，同時必須裝置蓄電池，是一種可操作於併聯模式或獨立模式之太陽光電發電系統。其適用場合為有防災需求(照明、汲水、通信…等)之公共設施。

系統在白天有太陽光時，太陽光電系統併聯發電，因此效率高，太陽能利用率高，夜間則由電力公司供電。而系統可視需要建置足夠之防災用電池，當長時間停電時，白天的電力係由太陽光電系統發電供負載使用並對蓄電池充電，夜間則由蓄電池提供電力，適合作為救災用之電力來源，而蓄電池平時(或定時)浮充保養，不需每日深度充放電，可以延長電池使用壽命。其缺點為系統包含獨立與併聯型兩種系統，因此建置成本高，系統較複雜。

名詞解釋

以下介紹與變流器有關的專有名詞，藉由這些專有名詞的解釋，我們可以更加了解變流器規格與其所代表的意義。

Grid Tied Inverter
市電併聯型變流器，此類型的變流器為電流輸出型，其輸出電壓將追隨市電電壓。

MPPT
最大功率追蹤，不同的日照量會使太陽電池陣列產生變動的直流電壓及電流，因此變流器的直流輸入功率也是不斷改變的，為了達到最大功率轉移，因此變流器必須追蹤直流輸入的最大功率點，並將其轉換為穩定的直流電壓，以供後級的直流/交流轉換之用。

MPP Voltage Range
最大功率點追蹤電壓範圍，係指直流輸入端的最大功率點的電壓追蹤範圍，超出此範圍，變流器將因無法追蹤最大功率點而停止輸出。

No. of DC input Port
直流輸入端的數量，為變流器所提供可以連接的直流輸入接頭(插座或端子)數目。

No. of MPP Tracker
最大功率追蹤器數目，變流器內部提供最大功率追蹤演算法的數目，必需搭配實體的直流輸入端。

Derating
降載，變流器因溫升、過電流、過載或其他因素而必須減低本身輸出功率的 一種保護措施。

Operation Ambient Temperature
工作溫度範圍，指變流器可以正常工作的環境溫度範圍。

European Efficiency
歐洲效率，一般評估太陽光變頻器轉換器的效率採行加權計算的平均效率，圖4是一個典型的太陽光變頻器的效率量測結果，在不同的輸入直流電壓會測得不同的效率曲線。歐洲效率是根據五個工作點的效率予以加權計算而得。


========來源=========
電子月刊2010年09月號

重建會積極推動莫拉克颱風災區綠能建設

行政院莫拉克颱風災後重建委員會為推動綠色能源與節能減碳政策，自4月起陸續邀集經濟部能源局及災區各縣政府召開會議，針對南投、嘉義、高雄、屏東等縣各永久屋基地導入綠能設計，目前能源局核准補助設置太陽能併聯發電系統共13座；受災於洪汛期易形成孤島之區域，設置緊急防災系統136座；重建學校設置併聯型系統5座，平時除可供基地公共設施部份用電外，當發生重大災害而對外交通中斷時，即可使用該系統作為對外通訊的備用電源。另優惠補助永久屋住戶裝設太陽能熱水器集熱板面積每平方公尺4500元（約佔總費用40%），並請各興建永久屋的慈善團體採購具環保、節能、省水標章的產品，安裝於永久屋中，朝綠建築目標邁進。

為協助屏東縣東港、林邊與佳冬嚴重地層下陷地區農民與養殖業者產業升級轉型，在經建會協調與屏東縣政府推動下，目前規劃「以種電代替種田、養電代替養魚」，協助災區產業受創之受災戶快速回復經濟自主能力，更兼顧國土復育改善地層下陷問題，為加速推動進度，台電公司先進行25MW第一期太陽光電發電兼農業示範區，目前計有5家廠商將進行6個區段的太陽能發電建置作業，並期於99年12月31日前與台電完成簽約作業，另後續2、3期計畫(300MW與 100MW)因涉及輸變電設施巨額投資，已請經濟部與台電公司進行評估後再續行會商。

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資料來源
行政院莫拉克颱風災後重建推動委員會 網站
http://88flood.www.gov.tw/committee_news_detail.php?cn_id=261