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觀點投書:如何正確使用太陽能?

風傳媒 標誌 風傳媒 2017/11/2
© 由 風傳媒 提供

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為什麼需要關注這個議題?

2025年非核家園距今還有約七年半,政院各部會最近也針對「綠能屋頂全民參與」積極討論補助辦法。但屋頂種滿電,如此一來就真的能達到綠色家園的目標嗎?如果用電方法不改變,裝再多太陽能板也是事倍功半,何況冗長的回收年限也是一大課題。此文道出「太陽能發電,你應該知道的事」,從與我們自身最相關的家庭用電出發,宣導如何突破舊有思維的用電方法,擁有更穩定、安全的「綠色用電環境」。

全世界的太陽能板的額定電壓幾乎都是12VDC、18VDC、24VDC及48VDC,其實太陽能板的製作過程,是可以依需求而加大串聯的,只是電壓愈大面積就愈大,這關乎實用性及需求性,然而為何太陽能板的額定電壓都不及市電的110VAC、220VAC呢?

電壓愈大電流就愈小,相對的,低電壓的電流則較大,這就是為何幾顆小電池就能製造出大電流的電擊棒或是強光投射燈,也就是說太陽能板的低電壓其實就足以運用在日常生活中的許多用品而無須再增壓至110VAC、220VAC,道理就是如此。但為何家用的額定電壓會制定在110VAC、220VAC呢?

「世界各國的額定電壓」只能說是階段性的產物,額定電壓會依照當時的電器及其工業情況而決定,因此台灣早年為輕工業加工國及各項電器所設計的情形,因而制定110VAC為額定電壓,後又因冷氣及其他工業需較大電壓來驅動馬達,又將110VAC串聯成220VAC來支應,也就是110+110=220的原理,如此就無須重新配置管線及系統而達到增壓效果。而今科技日新月異,許多電器產品已無需110VAC、220VAC如此的大電壓即可制動,反而為了配合110VAC、220VAC的額定電壓所衍生出各種降壓產品,所以才有戲稱:「變壓器為台灣進步的經濟奇蹟。」

現行的綠能系統大多為發電後升壓販售予台電,台電再回售予民間,民間再降壓使用。

「但請仔細想想,這套流程是否有什麼問題呢?」

其實升、降壓系統(變壓器、逆變器)屬於電器產品的一種,使用時仍然會造成電力損耗,依製造品質會產生2—25%的損耗,市售的各種省電系統如:省電燈泡、變頻冷氣、變頻冰箱、變頻風扇等…均安裝內置變壓電路板,雖然可達到省電效果但仍然會造成降壓損耗,現在我們來數一數家中的變壓器有多少個吧?

依據「內政部不動產資訊平台」,截至106年第一季統計,台灣家戶數為802萬734戶,如每戶每日因降壓所損耗之電力為0.7度(700W)每日平均損耗則高達240萬6220.2度電,如以3分之1的比例,大幅扣除空戶,仍高達1604146.8度電,核一廠兩部機組同時運轉,每小時可發電127萬2000度電,如此看來核一廠每天有1.26小時所發的電量僅在住家變壓器就消耗掉了,如果加上公民營機關團體、商辦......等,其消耗電量就更可觀了!所以:「台灣的電,很多都是消耗掉了」。

設置太陽能可創省荷包,又有收入。(圖/苗栗縣政府提供) © 由 風傳媒 提供 設置太陽能可創省荷包,又有收入。(圖/苗栗縣政府提供)
如能有效的將自然能與市電配合使用,這種傷害就能降至最低,甚至還能與科技同步,使我們在邁向未來的同時也能同時愛護環境。(資料照,苗栗縣政府提供)

現今歐美各國已逐年精進「自然能」〔太陽能、風力、水利、潮汐、沼氣等〕的使用率,並且開發出多種低壓直流電器,除了必須昇壓使用的高電壓產品外(烤箱、微波爐等)其他幾乎所有的電器(工業除外)均能在自家「自然能」發電的範疇中使用,也因為僅須小幅昇、降壓,「自然能」才能在有限的環境中發揮最大的效果。

能掌握電池就能掌握全世界

儲能系統其實才是自然能中最重要的一環(因自然能有其間接性,須靠儲能系統維持供電穩定)。但發電容易儲電難,現今所有的儲能系統品質良莠不齊,價格紊亂,反而造成綠能就等於昂貴。既然儲能系統還未見成熟,為何強求呢?

自然能,就是標準的靠天吃飯

陽光、風力、水力都是大自然的恩賜,當人們無知的想要留住陽光、風和水的能量,卻同時破壞了我們的生存環境,在目前,高科技產業所遺留的廢棄物都是有毒物質,或許這就是人類進步必須留下的痕跡,但是如能有效的將自然能與市電配合使用,這種傷害就能降至最低,甚至還能與科技同步,使我們在邁向未來的同時也能同時愛護環境。

在台灣自家可裝設的自然能自給自足系統,發電量均不高,也就是說,想要一個家庭所有有的電力均仰賴自然能是非常吃力的,就算太陽能、風力同時架設,也必須擁有相對的儲能電池,(相關費用可參考各電商網站)就以建坪50坪的透天厝來評估,要能支應充電及24小時儲能,其費用至少40萬,且依最基礎的使用年限(太陽能板20—25年、氰酸電池2—4年、風力發電機5—10年)損耗不算,其回收年限至少12—15年,如以屋頂種電的方式賣電給台電,其回收年限更增加至20年以上,更何況不是家家戶戶都有空間可以架設,花大錢得不到效果,且回收期程過長,相信這絕對不是大眾樂見的投資成果。

誰說一片太陽能板不夠用?

在白天,自然能為主市電為輔。在夜間,市電為主自然能為輔。相信這才是現今最適用的方式,以基礎的發電及儲能系統架設,不僅費用大幅縮減,回收期程也縮短,這樣不但有擴充的空間,日後更先進的產品問世,也不致舊裝置還未回本,社會負擔降低,人民接受度也提高。

配套措施:一、政府重新評估綠能補助方案及自然能之界定;二、鼓勵直流變頻電器變壓器外置,以因應家用自然能系統之過渡期;三、召開自然能研討會,廣納民間意見(高手在民間);四、制定低壓弱電檢測標準以維品質;五、制定自然能初期巡檢制度以維公共安全;六、制定自然能相關證照及標章制度;七、監管有毒廢棄物處理公司,以因應大量廢棄物處方式及流向。

參考資料:1、維基百科;2、台電核一廠;3、內政部不動產資訊平台。

*作者目前任職於自然能領域。

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