太陽能源運作原理是什麼?太陽能應用方式、發電計算方法介紹!

太陽能源怎麼運作?如何在日常生活中應用太陽能?本篇將介紹太陽光電是什麼,帶你了解太陽光電能的儲能、供電原理,以及發電轉換效率與公式計算方式,還有常見應用案例,最後再分享專業的太陽能建置服務給你!

 

一、太陽能源是什麼?如何利用太陽能源發電?

★太陽能是什麼?

太陽能是指太陽提供的能源,是一種可再生能源,主要包括光能熱能 2 種能量形式。太陽能不但能被直接使用,例如透過陽光獲得照明,或利用陽光溫度幫助升溫等,還可以透過能量轉換變成其他可利用能源,而電能便是最常見的一種。

★如何利用太陽能源發電?

太陽能源發電方式主要有 2 種,包括集中太陽熱能的「集熱式發電」以及透過半導體實現的「光電轉換發電」。例如,太陽熱水器就屬於太陽熱能發電(集熱式),而絕大多數在屋頂上加裝的太陽能板、太陽能光電系統則屬於太陽光能發電(光電轉換)。

二、太陽光電能如何儲能、供電?太陽能發電轉換效率高嗎?

(一)太陽光電如何運作?太陽能光電儲能、供電原理一次看!

那麼收集「光能」太陽能光電是如何運作的呢?在認識運作原理前,我們首先需要了解太陽光電發電設備的構成元件。

當陽光照射至太陽能板時,電池中半導體產生的電子會變得活躍並開始流動、形成電流。此時,太陽能板產生電流為直流電,電力還不能為一般家電所用,也不能送進台電電網。直流電(DC)必須經過逆變器(Inverter)轉為交流電(AC)後,才可供家店使用或送進電廠售電給台電。

而監控系統會汲取逆變器中,電力輸入與輸出的資料,讓工程團隊可以做到全天候、即時、遠端掌握每一座電廠的發電狀況。

此外,太陽光電儲能也是太陽光電系統組成的重點,除了能夠應對日照不足、缺電、停電等緊急情況,儲能也有助於調節尖峰、離峰用電,可以應對再生能源的供電變化,維持電網平衡與品質。所以如果想要將多餘的電能儲存備用,那麼儲存電力的蓄電池就是必不可少的要件。

(二)太陽能轉換效率如何?用太陽能發電公式計算更直觀!

★影響太陽能轉換效率的 5 大因素報你知!

太陽能產業較為成熟,在能源轉型的浪潮下,太陽能技術也在不斷發展進步,目前太陽能轉換效率普遍可觀,不過仍然會受到以下 5 點因素的影響:

  • 太陽能板技術
  • 電廠所在地理位置、氣候
  • 電廠周圍潛在遮蔭
  • 太陽能板傾角、方位角
  • 後續維運品質

若想要讓太陽能板轉換效率維持在穩定水平,在建設前的評估階段就需要請專業的工程團隊對建設環境進行縝密的評估與判斷,並做出最合適的規劃;建設系統的過程中更要小心謹慎,以穩固、安全的優質設備進行架設;後期維運也不能掉以輕心,只有清潔、檢查、維護到位,才能確保太陽能系統的發電品質。

★太陽能發電量有多少?太陽能板轉換效率計算公式分享給你!

許多民眾也會詢問「太陽能板的發電量有多少?」其實太陽能板轉換效率的計算方式很簡單,只要帶入下列萬用公式即可,我們以屋頂建設 1 片太陽能板 1 天的發電量為例:

1 片太陽能板 1 天的發電量 = 單片太陽能板容量 × 該地區有效日照小時數

如果配合台電發布的「112 年各縣市太陽光電容量因數」表格,那麼就可以對台灣北部與南部的太陽能轉換效率做出粗略的估算:

  • 北部:0.38(kWp)× 3(kWh/kWp × 日)= 1.14(kWh/日)
  • 南部:0.38(kWp)× 3.6(kWh/kWp × 日)= 1.368(kWh/日)

*kWp 即「峰瓩」,是一種容量單位,1 kWp = 1,000 Wp

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三、太陽能有哪些實際應用?這 5 種太陽能應用最常見!

(一)太陽能建築

太陽能建築有 2 種意涵,一種是在興建房屋時,將部分傳統建物建材替代為太陽能板,例如屋頂、立面窗等,這種建物也被稱作「光電建築」;另一種是在既有的建物屋頂上加裝太陽能板屋頂,用戶便可使用太陽能電力或將太陽能電力售給台電。

常見的「屋頂型太陽能系統」屬於後者,建設條件比較簡單適用範圍更加廣泛,也是陽光伏特家最主要、最熟悉的服務類型。

在屋頂架設太陽能板有不少好處,可以幫助降溫、緩解雨水衝擊、延長樓地板壽命,而選擇陽光伏特家「出租屋頂」方案的用戶,還能定期收取固定租金,創造額外收入,更有免費的維運服務守護你的安全。

陽光伏特家已累積超過 600 個陽光電廠,跨足全台 16 個行政區,包含各式住宅、工廠、農舍、社福機構等多類型建物,以下成功建設案例可以供你參考:

★太陽能建築案例 1:竹塘袁宅

★太陽能建築案例 1:竹塘袁宅

★太陽能建築案例 2:芬園農會

★太陽能建築案例 2:芬園農會

★太陽能建築案例 3:台南佳里連戶

★太陽能建築案例 3:台南佳里連戶

★太陽能建築案例 4:新豐甜鮮森

★太陽能建築案例 4:新豐甜鮮森

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(二)太陽能家電

★太陽能熱水器

與其他較常見的太陽能用電設備不同,太陽能熱水器是利用太陽熱能轉換為電能來運作的,其同樣會安裝在房屋頂端,使用太陽能熱水器的用戶可以省下不少電費或瓦斯費。

不過如果遇到日照不佳的天氣,用戶可能就會沒有熱水可使用。此外,太陽能熱水器的儲水量有限,如果使用者很多、用水量很大,可能會有熱水不夠用的情況。

★太陽能冷氣

在陽光四射的悶熱夏季,如果有一台太陽能冷氣想必也能省下一筆可觀的電費支出,而且使用上也更加環保。太陽能冷氣能夠讓用戶在白天陽光充足時使用太陽能供電,陽光不夠充沛時,則以太陽能、市電混合使用,到了夜晚便調整為市電運作。

★太陽能燈

最常見的太陽能燈就是路燈,白日吸收陽光儲存為電能,晚上再用以照明。許多路燈都以「獨立型太陽能發電系統」來運作,因為這種系統不會受到市電影響,完全獨立運行,像是離島、高山等偏遠地區都很適用,而且也更加節能、環保。

(三)太陽能電子產品

★太陽能行動電源

太陽能行動電源很像一個小型的太陽能電板與蓄電池系統,利用陽光儲能,要使用時再透過電線傳輸。對於熱愛戶外運動、喜歡露營的朋友來說,太陽能行動電源也許會是不錯的選擇。

★太陽能手錶

太陽能手錶也是利用太陽光能進行充電,所以只要有陽光的地方,手錶就能持續轉動,且續電力好、不用擔心出現停電的問題。這款手錶無需到處找插座充電的優勢非常適合在戶外健行、遊玩的人士使用。

(四)太陽能停車場

太陽能停車場不僅可以將電力躉售給台電,為停車場業主創造額外收入,在國外,太陽能發出的綠電,還可以用來為電動車的充電樁充電。此類型停車場多會建設在空曠、閒置的空地,透過「地面型太陽能系統」建設將空間靈活運用成太陽能發電與停車場 2 用區域。太陽能板可以阻隔一定的溫度,所以在下方用作停車場非常合適。

(五)太陽能人造衛星

人造衛星能夠在太空中長久運行的重要因素之一便是太陽能電板,也就是人造衛星往往有 1 對翅膀造型的原因。不過人造衛星的太陽能電板與我們生活中看到的電板有很大差異,因為太空中的光伏電池還要應對極端溫度、真空環境與輻射變化,所以材料與設計都有不同。

四、太陽能公司推薦:「陽光伏特家」與你一同推動更美好的綠能生活!

過去談到能源永續似乎離一般民眾的生活很遙遠,然而無論是能源轉型、太陽能革新,其實都需要民眾參與的力量,才能更快、更有效地推動綠電發展。

2015 年創立的陽光伏特家不僅是是台灣第 1 家全民電廠平台,也是國內首家綠能售電業,我們始終期待能以群眾的力量讓能源永續走入日常,同時也為民眾提供創意、專業、充滿革新的能源服務。

陽光伏特家深知民眾參與綠電的重要性,所以提供免費的「出租屋頂」方案,只要屋主申請此方案並通過相關建設條件,我們專業的工程團隊便會為屋主提供免費、完整的建設作業,包括前期評估與規劃、向政府與台電送出申請、施工與料件採購、後期清洗維護等等,替你細心維運 20 年。不僅如此,你還可以在 20 年間持續收取租金收益,將閒置的空間靈活運用。

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