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太陽光電(三)：太陽光電-順其自然的發電方式

102/02/07 9690

胡湘玲｜德國Bielefeld大學科學與技術研究中心

太陽光電幾乎可供給所有規模的用電。一般計算機與鐘錶的電力，是太陽晶片的小型應用；將晶片串聯、封裝製成模組，裝置在屋頂上供給一般家戶的電力需求，則是千瓦級的太陽光電系統應用；在占地數公頃的大型太陽發電廠裡，太陽光電系統的應用則早已提升到數百萬瓦級的供電規模了。

獨立於公共電網的小型太陽光電設施，一般稱為獨立島型系統，通常適用於高山小屋、停車計費器、高速公路旁的測速照相機等。這類小型太陽光電設施所生產的直流電，可經由控制器，配合電器的用電需求，不須轉換成交流電而能就地儲存在電瓶中使用，或者直接提供某些低瓦度的特殊電器使用。

在我們基礎建設完善的生活圈之外，全世界大約還有三分之一的人口（大約20億人）是住在沒有電網基礎設施的地區，因此，一個去集中化的供電設備，可大幅改善他們生活。而獨立島型太陽光電系統，就是比鋪設電網要更便宜且快速的技術。目前，人們稱之為「太陽家系統」（Solar Home Systems）的太陽光電系統，已在許多開發中國家大量使用了。

在許多無鋪設公共電網的地區，太陽光電的供電成本比一般柴油發電機便宜。除此之外，獨立島型的太陽光電系統還可提供村落與汲水設施的用電。總而言之，不需倚賴燃料、僅需極少保養維修成本的太陽光電，在遠離電網的情況下，是相當經濟的供電型式。

跟傳統發電方式不同的是，在太陽光電的發電過程中，陽光是不需要花錢就能取得的初級能源，除了轉換效率較低與使用面積的需求之外，整個產電過程不會造成環境負擔。此外，雖然太陽光電的轉換效率較低，但由於可因應不同時間的需求與經費的配置，從小規模發展到大規模，具有設計與規劃直覺性的優點，再加上太陽光電系統可與建築物結合，這種迥異於傳統發電廠的分散原則，讓太陽光電不必面對廠址選擇，及附近居民可能發生抗爭等社會問題。同時，因太陽光電設置的地方，就是人口密集、用電需求與用電安全要求高的地區，在哪裡生產就存在哪裡、或者說用在哪裡，這是太陽光電跟傳統大電廠或風力發電相比之下最大的優勢。所以，當太陽光電系統將電力回輸給公共電網時，不必拉起又長又貴的電纜，也同時強化了用電安全。

除了生產乾淨的電力之外，再生能源的電力調配與運輸是更大的挑戰。電力的儲存與分配、多元化的調配與供電安全的維護、將電力從需求量較低的產地輸送到需求密集的都會區，皆是再生能源發展的主要課題。而目前在總體用電僅占小比例的太陽光電，正具有電力調配的優勢。特別是在夏天，因此時是風力與水力發電量明顯降低的季節，但卻是太陽光電發揮的好時節。來自大自然的再生能源，有大自然的智慧與順其自然的安排。

太陽光電沒有煙囪，在產電過程中不製造噪音，也不會因燃燒而排出廢氣；同時因整個系統沒有必須移動或震動的部分，所以使用期限長。目前，太陽光電模組的保證發電表現期都在20年以上。此外，由於矽是地殼中蘊藏量第2豐富的元素，因此太陽光電晶片的原物料不虞匱乏。

在符合眾多需求的前提之下，太陽光電是既標準且被高度接受的能源科技。如果能成功的搭配運用其他再生能源技術，再生能源將會成為有效且安全的電力供給來源。不管是獨立型系統或市電併聯系統，都能在我們需要電力時就能來電。（本文由國科會補助｢新媒體科普傳播實作計畫─電機科技新知與社會風險之溝通｣執行團隊撰稿）

責任編輯：黃承揚｜英商牛津儀器海外行銷有限公司

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