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太陽能發電運維
 
壹、太陽能發電廠應儘可能減少每年遞減量
根據台電公司2019年6月統計,目前申請回售電力的太陽能約有 3,300MW。太陽能電廠每年從台電收取198億台幣的電費,但每年遞減0.5-2.5%。根據世界各地1,000家電廠業主(收電費者) 的問卷統計,比財務預測少3%,會考慮出售電廠:少5%會開始虧損;少6%會掛牌出售。
電廠運轉通常為20-25年的長期合約,慎選運維廠商協助穩定運作,和業主獲利息息相關。優秀的運維廠不僅運轉維護電廠,更關鍵的是挖掘發電潛力:DC:15%,AC:7%,減少雷擊火災等慘重意外
 
貳、EP電力波形矯正器減少發電損耗
知名研究單位SolarGis的太陽能電廠電力品質報告指出DC端造成18%的損耗!以下所述諸元與DC端的損耗相關,可安裝EP電力波形矯正器補救
 
表1. SolarGis的太陽能電廠電力品質報告
 
1. 減少電壓陡降造成的損耗
改善前,額定380V的三相電壓皆有陡降到218.0~219.9V的現象,為平均電壓的58%
 
安裝EP後,三相陡降電壓回復到到352.2~355.1V的現象,為平均電壓的95%
 
表2. 電壓陡降改善例
 
2. 減少諧波(THD)造成的損耗
安裝EP後,諧波由533減少至227%
 
圖1. 諧波 (THD) 改善例
 
3. 減少三相不平衡造成的損耗
安裝EP後,三相不平衡改善48.8%
 
圖2. 三相不平衡改善例
 
4. 減少變壓器高溫操作造成的損耗
變壓器的環境溫度若高於40℃,輸出容量隨溫度升高遞減;55℃時,輸出容量僅有90%。如圖3,安裝EP後變壓器溫度由85降到66℃。2,000KVA的變壓器,約5噸重,一年不間斷操作節省約近100萬度電,若計入節省的冷氣耗電,節電更多。此外,變壓器的輸出容量及壽命和操作溫度相關,溫度越低輸出容量越高,壽命越長
 
圖3. 變壓器操作溫度改善例
 
5. 減少電纜內電阻造成的損耗
安裝EP後,去除電纜內電阻90%,減少發電損耗
 
圖4. 電纜內電阻改善例
 
6. 安裝EP濾除突波、諧波等,確實保護設備並減少火災風險
通常為了不讓太陽能板發生起火意外,不少太陽能系統都會安裝直流電隔離器(DC Isolator)。但英國政府釐清80起太陽能起火意外後發現,由於安裝與產品設計出問題,直流電隔離器反而是太陽能起火的主要原因1。據統計,40%的火災起因和直流電隔離器相關,接地不良為主因之一。
 
圖5. 燒毀的直流電隔離器
 
圖6. 安裝EP保護設備
 
叁、PITT奈米輻射散熱塗料/PET膜降低表面溫度
電機效率和操作溫度息息相關,操作溫度高,電機效率差,浪費電能。
太陽能模組的溫度影響發電效率;表面溫度每降1℃,產生的電壓增加1-2%。這個現象在特定電池的70~80℃非常明顯,增加10%以上的電力。應用PITT奈米輻射散熱PET膜可以降低模組表面溫度,增加發電效率、延長模組壽命、阻隔水氣入侵、保護模組
塗佈PITT奈米輻射散熱塗料於變頻器或屋頂降溫,同樣增加發電效率
 
圖7.使用PITT PET膜降溫太陽能模組
 
圖8.使用PITT塗料,屋頂金屬降溫>6℃
 
肆、SENKOX測溫系統
溫度探測很重要,預知不正常溫升,及時行動避免設備燒毀甚至火災;小投資,大保障
1. 即時監測和顯示各監測區域(電纜、變壓器、控制櫃等)的最高溫度
2. 探測器可在-40℃~+260℃範圍內監測溫度和發佈警報
3. 測溫警報性能不受外界環境溫度影響,無需標定,穩定可靠不誤報
4. 安裝簡單,運行維護方便;適用於戶外、屋頂等
 
圖9. SENKOX測溫系統
 
伍、減少雷擊、火災等重大意外
台北市公館的自來水園區為全台首個屋頂型太陽能示範專案,2009年10月完工啟用,裝置容量258.72kW,共採用1,176片太陽能模組,平均每年可生產200MWh的太陽能電力。2016年7月27日園區失火,起火點位於園區南側第五沉澱池上方的太陽能板,燒毀35組面板損失300萬。園區表示,每天都有工作人員巡視沉澱池狀況,每星期也會有專業人員進行裝備檢查;這次推估應該是面板過熱。
 
由於本次失火的組件剛過保固,間接突顯系統運維服務以及安全保險的重要性!
高頻電流雜訊滯留在變頻器系統內,將產生『渦電流』。渦電流產生熱,以及浪費能量。而產生的熱,會逐步侵蝕主機板、變壓器和電感的內部,進而損耗導體,產生電弧引起火災。
 
如果安裝SENKOX測溫系統預警、EP電力波形矯正器吸收高頻電流雜訊、塗佈PITT奈米輻射散熱塗料/PET膜降溫,多管齊下有可能防止這次意外。
根據統計,太陽能電廠火災損失慘重
1. 直接損失平均約15萬美金
2. 停工整修約90天
3. 保險費提高5~10倍
4. 聲譽及股價受損
 
圖10. 自來水園區太陽能電廠火災
 
陸、運維精進措施
 
表3. 太陽能電廠運維精進措施
 
柒、運維精進效益概算
由表4估算,業主20年增加的收入約為改善投資成本的5.5~6.5倍,而且減少雷擊、火災等重大損失的威脅
估算背景:台灣南部地區,1 Mega Watt太陽能電廠
 
*EPC五年保固,第六年起每一年收取與年分定額的維護費用
表4. 太陽能電廠運維精進效益概算
 
註1:2019.3.21 電能革命 發表于家居 https://kknews.cc/zh-tw/home/vvg4v3a.html
註2:2016.7.27 ETtoday新聞雲 https://www.ettoday.net/news/20160727/743371.htm#ixzz5wqbUpfKg
 
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