太阳能追日系统 + IoT,创造妥善率 99.9% 的高品质供电环境

#X省生活 作者: 访问:925

太阳能追日系统 + IoT,创造妥善率 99.9% 的高品质供电环境

太阳能市场逐渐臻于成熟,客户对系统的要求不再仅止于价格是否划算,更希望拥有高品质、高稳定的电力来源。与之相关者,包含太阳能模组效率的提升,稳固的支架系统,还有完善的监控维护。当系统本身的发电效能越高,且运作越是稳定,就可带来更好的收益。

以日本市场为例,在 2012 年推出再生能源特别措施法案后,日本跃升成为全球主要太阳能市场之一,但从今年起,需求将会逐渐降至稳定水準,能提高发电功效的高效产品、储能设备、即时监控系统以及整合性的能源方案则会兴起。日本将走入「质、量并重」的时代,意味着内部投报率(IRR)更高的高品质发电将成为市场显学。

除了更高的模组发电效能外,若模组能如向日葵一般追着太阳转动,就能有效提高每天的实际发电时数。如此一来,不仅能提升发电量,也将有助降低太阳能发电的间歇性,进而降低电网调节的压力。

追日系统+监控设备=99.9% 妥善率

追日系统的妥善率往往令人担忧。台湾太阳能厂 Big Sun Group 太阳光电集团旗下系统商 Topper Sun 上阳光电所研发的 iPV Tracker 经过全球各地两千余套追日系统的实证,拥有九成以上的妥善率。太阳光电集团进一步看到未来的监控需求,自主研发 iPVita 智慧电厂管理系统,更让追日系统的妥善率提高到 99.9%。

iPV Tracker 为双轴追日系统,採多方位十字轴设计,透过钢索与滚轮来组成简单、坚固的机械结构,是全球第一支可 360 度旋转的追日系统。iPV Tracker 每五分钟会自动调整角度来追蹤日光,年发电量平均可增加 30~40%,在极地甚至可让发电量翻倍。iPV Tracker 已在世界各地取得实证,在强风、高落尘、多遮荫与多雪地区,都能维持稳定的运转功能。

为进一步强化系统端的服务,Big Sun 耗时 5 年自行研发智慧型监控装置 iPVita,帮助电厂持有者或运维服务商即时了解案厂的状况,提供更快速、精準的资讯以及所需的维护服务。Big Sun Group 董事长罗家庆点出,iPVita 是结合「物联网」(IoT)概念的产品,每个 iPVita 可支援 12.5MW 的太阳能发电系统,最多可连结 50 项包含逆变器、AC 电表、储能设备在内的机电装置,藉着 IoT 概念来整合太阳能系统的资讯,并进行即时的远端操控。

太阳能追日系统 + IoT,创造妥善率 99.9% 的高品质供电环境

「有了 iPVita 之后,我们的客户、EPC 厂和 Big Sun 都可以即时了解案厂的状况,藉此强化对客户的服务。」罗家庆说明,客户最在乎发电量,而 Big Sun 则透过对整体系统的掌握来达成客户的需求。因此,与 iPVita 搭配的客户端 App 呈现重点资料,详细的系统运作资讯以及远端控制功能,目前仍由 Big Sun 来管理。

只要所连接的装置可发出资讯,iPVita 就能透过 Wi-Fi、3G / 4G 或卫星定位等通讯方式来确认系统现状,进而进行远端监控与远端设定。所收集到的资料也将结合云端大数据功能,为未来更精準的系统方案建议做準备。

iPVita 问世,打开了「Big Sun Group」这家公司的格局。原先以製造高效电池为主的 Big Sun,逐渐转型为技术取向的 Big Sun,而今更迈向下游市场,开始推动整合服务。罗家庆解释,研发 iPVita 是为了推出更完整、更长期的运维方案,藉此提高太阳能系统的发电效能,更能与 iPV Tracker 彼此发生相得益彰的加乘效果。

更高的实务发电小时,更高品质的供电

如果把 iPVita 和 iPV Tracker 互相结合,iPVita 可有效远端控制所搭配的 iPV Solar Tracker,同时每天设定时间自动对时、调整系统角度,长期下来即可避免任何角度误差,让发电效能更上层楼。

罗家庆特别强调,未来的趋势是「高品质供电」,这意味着高发电量,也意味着供电稳定。太阳能属间歇性能源,即使不考虑日光强度的变化,固定式系统单日发电量也会随着时间而有所改变,进而影响电网稳定性。但是用 iPV Tracker,就可以达成日间稳定供电。

何以见得?罗家庆演示目前装设在台湾、日本、中国新疆、欧洲卢森堡等地的发电系统,说明:「iPV Tracker 的旋转角度大,所以从清早太阳升起就可以开始发电,直到太阳下山。而且精準的定日功能也不受不同季节的不同日光角度影响,一年四季的白天都能发挥最大发电功效。」

罗家庆首先说明新疆特变的示範型专案案例。零故障率的 iPV Tracker 在上下午的发电量远高于固定式系统,且更大的旋转角度也让发电量优于其他追日系统约 5-10%。根据实例统计,iPV Tracker 在纬度 45 度左右地区,年发电时数可达 1,359 小时,比固定式系统多了 65%;南北纬 60 度以上的高纬度地区年发电时数,更可增加 100% 以上。

罗家庆断言,因为追日系统能够提供稳定的日间发电功能,未来将因此取代固定式系统。有了 iPVita 等监控装置的协助,更能将追日系统的功能发挥到极致。

全日供电的意义不仅止于更稳定的日间电流、更高的发电量,也将创造更高的售电收益。这个优势,在中国与日本更加明显。罗家庆举例,中国大西部的电厂因电网容量问题而有限电措施,而日本也提出每年 360 小时不买电合约的办法;这两个政策目的相同,都是为了降低发电尖峰时期流入对电网的太阳能电力。如此一来将造成发电量高峰时期却无法售电的情况,进而影响系统的 IRR。

如此一来,四季、全日都能稳定发电的追日系统,就成了保障售电收益,维持稳定 IRR 的最佳利器。iPV Tracker 的建置成本虽较固定式系统高了 8-11%,但在能保证稳定运转的情况下,将可带来 10 倍的发电收益。

电厂经验:过去与未来

从一支、一支的测试用系统开始,iPV Tracker 足迹已从家乡台湾走入欧洲、美国、日本、中国等主要市场,在四十余个国家拥有专利,也被认定为具有国际竞争性的追日系统。Big Sun 目前在中国的合作伙伴已包含隆基、艾康、中环环欧、天合光能等一线大厂,同时也在全球取得数百 MW 的合作订单。

日本是 Big Sun 相当重视的市场。日本除了像台湾一样容易有颱风、地震,冬季时会下雪,但这些情况都不影响 iPV Tracker 的运作。到今年第一季为止,Big Sun 已在日本取得 6.2MW 的案厂量,今年可望挑战 20MW。由于日本已逐渐迈向成熟市场,因此 Big Sun 也看準日本对「高品质发电」的需求,推动搭配 iPVita 的系统方案。

罗家庆说:「虽然我们目前的系统案规模都不大,但我们重视个别案件的成功,并吸取经验、进行改善,为未来的案厂做準备。」Big Sun 指出,公司以大型电站为发展方向,而全日稳定供电则是 Big Sun 的目标。前者透过吸取现有的经验来陆续推动,后者则须搭配储能设备。

为此,Big Sun 也已展开大型电厂级储能装置的研发脚步,且会採用非锂电池的技术。虽然罗家庆暂且保留储能装置的研发现况,但有了 iPV Tracker、iPVita 的经验,Big Sun 已逐渐成为市场、产品、技术成熟的公司,让人更加期待整合性能源方案正式问世的那日到来。