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Pvsyst太陽能發電模擬系統簡介水利規劃試驗所

  發刊期數:第0222期/ 發布日期:106/04/14

臺灣地狹人稠,適宜開發再生能源之土地有限,臺灣湖庫等水域占地面積廣闊,有發展太陽能光電系統潛能,且浮動式太陽能發電技術於國外已有多起成功案例,裝置容量從數百kW至數MW不等。由於發電量與開發收益息息相關,為提高於水庫滯洪池、埤塘等水域設置浮動式太陽能發電系統之評估,運用Pvsyst(Photovoltaic system)太陽能發電模擬系統進行發電量模擬,可作為開發之參考。


一、系統介紹

(一) Pvsyst運用範圍

     Pvsyst可用於市電併聯型、獨立系統、抽水站與直流電網系統,內建世界各國氣象資料、太陽能板及各種太陽能逆變器(inverter),提供估算尺寸、模擬、方位、數據分析使用。Pvsyst可以依據不同之太陽能系統(獨立運轉型、併聯市電型……等等)以及太陽能電池(單晶、多晶、廠牌、型號……等等)以及逆變器,分別設定環境參數,如日射量、溫度、經緯度及海拔高度……等,以模擬計算太陽能光電系統之年發電量。

(二) Pvsyst操作方式

       Pvsyst使用介面及模擬流程如圖1所示,於開啟Pvsyst並建立專案後首先輸入太陽能模組設置地點座標,輸入座標後,模式將自動連線至美國Meteonorm資料庫擷取氣象及地理資料,接著設定太陽能板、逆變器廠牌、太陽能模組排列方式、間隔、角度、方向、模組串、並聯數量、及裝置容量後,模式將自動計算出預估發電量。

  • 圖1 Pvsyst使用介面及模擬流程
  • 1.輸入太陽能模組設置地點(坐標)
  • 2.模式資料庫擷取氣象及地理資料
  • 3.設定排列方式、間隔、角度及方向
  • 4.設定模組串、並聯數量,及裝置容量
  • 5.軟體計算預估發電量

二、臺灣地區發電量評估結果

以Pvsyst(Photovoltaic system) 太陽能發電模擬系統進行發電量模擬,根據Energy Trend 的研究,每公頃土地約可設置1MW的太陽能光電系統,以2015年金能獎認證之285W高效能太陽能光電模組為例,設置1MW太陽能光電系統約需6,226㎡的土地面積,在考慮太陽能板陣列前後要留出足夠空間,以防止前排陣列投影到後排陣列上,同時考量浮台空間、維修走道以及電氣箱盤與電纜平台等設備,故以1公頃湖庫面積裝置1MW太陽光電發電設施應屬合理。

  • 圖2 模擬水域位置

為獲得更大的太陽光能,太陽光電模組(光電板)設置時會傾斜一個角度,若傾斜角度合適,則實際落在太陽光電模組上的日輻射量會比水平日輻射量高,惟實際太陽光電模組上的日輻射量仍會受到模組方位角之影響。由於台灣位於北迴歸線上,緯度為北緯23.5度。太陽由東方升起後,行進的軌跡會在台灣的南方,因此設置角度朝南可以得到最大發電效益。

綜上所述,採用2015年金能獎認證之285W高效能太陽能光電模組,0.5MW等級變流器容量,太陽能板仰角設定為23.5度,選取水域(如圖2)模擬1MW太陽能發電系統之預估發電量,模擬結果如附表所示。

  • 附表 Pvsyst模擬水域設置1MW太陽能發電系統之預估發電量