近年來因溫室效應所引發全球氣候異常現象,促使各國積極發展再生能源。國內有良好之日照條件,同時兼具優良之半導體技術基礎,具備發展太陽光電之良好利基。太陽光電之利用對於舒緩尖峰用電、環境保護等都有極大助益。
印刷廠安裝太陽能板好處
政府為了加速太陽光電推廣應用,行政院規劃太陽光電2025年設置量達20GW的目標,其中包含屋頂型的3GW和地面型的17GW,總計年發電量250億度,預計可帶動投資金額1兆2,000億元,促進就業10萬人,再生能源發電佔比20%,減碳1,300萬公噸。截至2020年11月止,國內太陽光電系統裝設量為5455.29MW,達到總目標之27.3%。
極具高精密性的印刷相關機械設備對於印刷廠而言是主要生財工具,為維護機具正常運轉,較之其他產業用電開銷並不算少。尤其中南部廠商,若能透過屋頂裝置太陽能發電,可使屋頂具有遮陽隔熱效果,降低室內溫度3∼5度以節省冷氣費用支出,同時改善屋頂結構延長屋頂防水層使用年限。而收取售電20年的收入或屋頂租金創造長期收益,又可達到節省成本、創造業外收益,以及建立企業環保形象的三贏之效。(見圖1)
●圖1:各國積極發展綠電再生能源,太陽光電之利用對尖峰用電、環境保護都有極大助益
太陽光電系統導入之概述
太陽光電系統(Photovoltaic System)主要是由太陽板模組、電力調節器(Power Conditioner,即包括直/交流轉換器(Inverter)、系統控制器及併聯保護裝置等)、配電箱、蓄電池等所構成。太陽光電系統依形式分為獨立型系統、混合型系統與市電併聯型系統,其主要分述如下:
(一)獨立型太陽光電系統╱以蓄電池組座儲能元件,於白天太陽能充足時,將轉換剩餘之電力儲存起來,在夜間或太陽能不足時,由蓄電池組供應電力維持負載正常運轉。
(二)混合型太陽光電系統╱混合型系統則為獨立型太陽光電系統配置加上輔助發電機系統。
(三)市電併聯型太陽光電系統╱將市電網路(例如台電公司電網)視為一個大型能量池系統,太陽光電系統將太陽能轉換成電力,於負載未完全消耗時,將多餘電力送上市電網路。當太陽光電系統所轉換之電力,無法供應負載正常運轉需求時,由市電網路供應不足之電力。
太陽光電系統設置的類型
目前太陽光電系統的設置類型,一般普遍採用的是屋頂型(Roof PV Systems)與地面型(Ground-Mounted PV Systems)之應用。
(一)屋頂型(Roof PV Systems)╱廣義而言即是在屋頂上設置太陽能發電系統,將太陽光能轉換成電能,而太陽能板裝設在屋頂上同時也兼具遮蔭降溫的效果。
一般而言,若屋頂是平的,通常1瓩的太陽光電系統約需10平方公尺(約3坪)的設置面積;假若屋頂是斜的,則為7至8平方公尺左右,而在相同的面積下,使用較高轉換效率的模組產品,可以裝設的系統容量也會較大。此外,在評估頂樓面積可裝設多少系統容量時,還須要考慮到屋頂是否有女兒牆、水塔、樹木或附近是否有建築等會造成遮蔭的物體,以免降低系統發電量。
(二)地面型(Ground-Mounted PV Systems)╱即主要設置於地面上的太陽能發電系統。
(三)系統建置流程╱針對該系統建置流程,請參見圖2。
●圖2:太陽光電系統建置流程
現今綠電收購的主要類型
(一)全額售電╱白天日照太陽光電發電設備所產生之電力,全部賣給台電,工廠用電則向台電購電供應。
(二)餘電售電╱白天日照太陽光電發電設備所產生之電力,提供工廠用電使用,若有餘電則賣給台電,發電量不足時,則向台電購電供應。
太陽能設置效益評估分析
我們以位於台南的印刷廠商當案例分析,其擁有1,000坪廠房屋頂,以躉購費率(度)4.2985元,太陽能板每年衰退率0.8%,維運成本為售電收益的6.5%,進行分析。針對其效益試算說明如下:
(一)成本╱現行設置一套太陽能發電系統,1KW成本約在45,000元,依照設置容量及設置環境及使用的材料而有所不同,工廠設置面積1,000坪,設置容量333KW,成本需要45,000×333=14,985,000元。
(二)收入╱躉購費率(度)×太陽光電容量因數×設置容量(KW)×365(天)×20(年),就是4.2985×3.4×333×365×20=35,527,360元,預計太陽能板每年衰退率0.8%,扣除折舊後,收入為35,243,141元。
(三)維運成本╱預計每年以6.5%的售電收益來支用維運成本,維運內容包括保險、設備清潔、設備檢測、電力監測、逆變器更換等…,即為35,243,141×6.5%=2,290,804元。
(四)主要淨利╱35,243,141元-14,985,000元-2,290,804元=16,468,837元(為20年淨利);16,468,837÷20年=823,442元(為年淨利)。
(五)年投報率╱每年投資報酬率為823,442元÷14,985,000元× 100%=5.5%,約9∼10年可回本。
目前能源局有台灣各個地區的日照時數統計資料可供查詢,只要設備運作正常,就可以推估出一年可以發出多少度電,再乘上躉售費率,就可以得知獲利多少。經由上述概略試算可知,投資一套太陽能發電設備的報酬遠比銀行定存來高出許多。因為北部日照數沒有中南部高,為提升北部業者安裝意願,躉購費率可享有額外獎勵15%,使用高效能太陽能板躉購費率享有額外獎勵6%。
導入太陽能光電條件評估
導入太陽能光電系統首先需要確認標的物是否符合以下的相關條件:(1)為合法的建築,並有房屋、土地所有權狀影本或土地登記簿謄本。(2)工廠旁需要無遮蔽問題女兒牆、水塔、樹木等造成遮蔭的物體。還需考量建築物空間、鹽害雷害、腐蝕氣體、風況、天候、溫度、防潮、排水、落塵…等。(3)建築結構及建物結構強度,樑、柱載重與外牆強度等足以支持設備重量。(4)日照充足座向以南北座向最佳、地理位置為南部相對比北部好。(5)另外依照「再生能源設施免請領雜項執照標準」,太陽能光電設備設置於建築物屋頂或露台,其高度自屋頂面或露台面起算四點五公尺以下免申請雜項執照。
至於躉售費率方面,係根據「再生能源發展條例」由「再生能源發展基金」來補貼給投資者以推廣再生能源,導入業者依規定與台電簽訂20年「固定」不變的收購費率,由政府保證收購,對產業投資設置太陽能光電系統是一大保障。
發展綠電重視永續的發展
不可諱言,台灣近年來一直糾結於火力發電造成的空污、廢核,與工業發展的平衡,爭論不休的情況日益嚴重。反觀全球重視永續發展的先進國家積極發展綠電,建立民眾重視綠能的意識,並加速在生活中落實。處於亞熱帶,擁有良好日照條件的台灣,實不應浪費如此優渥的天然資源。
尤其台灣印刷業多屬具有獨棟廠房的中小企業,更適合於發展太陽能發電,既能節省用電開銷,又可避免夏季用電尖峰的斷電危機,廠商可以將省下的成本運用在其他更能促進產能效益的投資上,何樂而不為?若相關業者也有意願加入太陽能發電系統導入的行列。歡迎洽詢印刷創新科技研究發展中心電話02-29990016分機176張經理,我們將到廠協助評估及進行相關輔導。
●參考資料:本文之資料來源為工業技術研究院-太陽能光電單一服務窗口網、經濟部能源局能源產業技術白皮書、經濟部能源局-再生能源資訊網、台灣電力公司-再生能源服務專區、屏東縣政府-綠能專案推動辦公室服務網。