2017-02-24 | 編輯:rheatsao 3190 瀏覽人次

太陽能系統持有者不可不關注的電站O&M

太陽能發電系統類型眾多,且設置空間廣泛,幾乎可說有平面的地方就有太陽能板,不分陸域水域,不分熱帶寒帶,不分乾燥濕潤,也不分空間類型。多樣化的太陽能系統在建置完成後,均需投入不同運轉與維護(O&M)方法,以保持穩定運行。

一般的太陽能EPC廠會提供5年的O&M服務,到了2017年,已有不少系統超過了5年保固期。曾有電站開發商對EnergyTrend表示,在EPC廠所提供的O&M期限結束後,缺乏照顧「電站孤兒」會越來越多;屆時,業主是否能賺取原估計的收益,還是未知數。

太陽能發電系統的挑戰

太陽能光伏是透過光電轉換效應來發電的技術,所使用的材料相當複雜,在運轉發電過程當中亦會產生無法避免的化學變化,造成黃化、蝸牛紋、熱點現象,並引發PID、LID等問題,進而使發電效果降低。

外力因素也會使電站發電效率下降,例如髒污、灰塵與雪的堆積,雜草覆蓋,異物砸到面板造成玻璃破碎。更不用說,淹水、強風等天氣現象也可能使系統毀損。此外,太陽能系統均需搭配逆變器等電力系統,若故障也會影響發電系統整體效率。

從以上幾個面向來看,太陽能發電系統要能穩定運轉20~25年,其實挑戰不小,且發電受影響將直接衝擊收益,是不可小覷的問題。這也是2015年以降,O&M服務的能見度變得越來越高的主要原因。

必要的O&M措施

要解決上述問題,可透過事前的產品設計與事後的O&M來執行。

在產品設計方面,如易產生LID的PERC技術,可透過再生處理、新的燒結製程等方式解決。採用抗水性較優秀的模組封裝材料,減少柵線腐蝕與光電轉換效應產生銀離子等化學反應,降低蝸牛紋和開裂,能減輕PID問題。農、漁業大棚改選用抗水性更好的雙玻模組等,因地制宜選用產品也是一個選擇。

然而,電站運行總是有許多無法預料或無法避免的影響因素,因此需要透過O&M來確保電站能穩定運行。以模組清潔的必要性來說,日本O&M業者表示,光是能定期清掃模組,就能讓電站整體發電量提高15%以上──若是在落塵嚴重的地區,差別會更加明顯。

模組清潔是O&M服務的基本,而清潔的方式包括人工清潔自動清潔。在台灣、中國大陸市場,人工清潔仍佔多數;但由於大規模案廠越來越多,自動清潔將成為未來趨勢。而在日本、歐洲、美國等人力成本較高的地區,自動清潔的接受度較高。自動清潔分成機器人與自動灑掃兩大類,機器人則進一步分成軌道式與面板行走式兩種。

人工清掃模組
左邊為支架式清掃機器人,右邊則是瓢蟲造型的面板行走式清掃機器人。
自動灑水式面板清潔功能

除了傳統以水清潔的方式之外,也有廠商開發出少量耗水或甚至無水清潔機器人,如美商Eccopia。美商SunPower則研發出易潔模組,落塵容易自動掉落,也就比較不需要清潔。

O&M服務的另一大重點是毀損整修,這又包括機電設備的調整或毀損零件的更換,依實際需要而定。根據台灣太陽光電集團BIG SUN的說法,一般的太陽能機電系統運作5~10年左右就有可能故障,因此長期的案場管理對於業者而言是絕對必要的。

巡查與派工

因應市場對O&M的需求明顯上升,已有不少業者投入相關服務。根據EnergyTrend的觀察,大多數O&M業者認為巡查才是關鍵任務。而巡查又分成實地訪查與遠端監控兩類,各O&M廠提供的服務有所差異。

實地訪查案廠分成人工巡查與自動巡查兩大類。規模較小的系統可由工程師直接進入陣列中檢查模組與機電設備的狀況,規模較大者則須搭配車輛移動。但人工巡查效果不佳,因此現在已有O&M廠運用無人機空拍方式來執行巡查工作。

用於檢測太陽能系統發電狀況的相關設備
空拍無人機

這類太陽能案廠巡查用的無人機主要搭載攝影機與紅外線熱像儀,前者的功能是觀測模組外觀是否有異常,後者則用於觀測模組熱點。工程師可在確認異常後,直接到指定的位置進行進一步判讀與整修。

然而,這樣的效率仍不夠好。較先進的O&M服務商會以遠端監控為優先,透過讀取、分析相關數據來掌握系統發電的狀況,發現系統異常後進行判讀,再決定需進一步到實地勘察,或可直接派工檢修。由於已預先確認問題,整修上會更有效率。如此一來,案廠管理效率可有效提升,且勘查也不再受限於案廠的規模或地點。

遠端監控

許多O&M業者對EnergyTrend表示,案場監控才是O&M的關鍵所在,功能完善的監控平台影響了O&M服務的品質,也影響了電站的運作成效。大多數電站監控所需數據由與電站串聯的逆變器提供,而對於這些數據的整理、判讀,就決定了O&M遠端監控的服務品質。

受惠於感測科技的發達,越來越多O&M遠端監控設備會結合溫濕度計、日照計等功能,將整體環境數據納入資料的一環,使電站運作的實際狀況更完善。而遠端監控均會搭配適合的雲端介面,方便業主與O&M工程師來確認案廠狀況,進行即時的回報。

 

台廠元晶的O&M服務結構圖。(來源:元晶太陽能
台廠BIG SUN的遠端監控畫面。

 

在收集更多數據之後,這些O&M業者即可透過大數據統計,為案場持有者提供完整的發電紀錄報告,或提供進一步的劣化預報。

風險管理

太陽能電站的運作有理可循,而電站大數據的應用可幫助業主了解潛在風險,並預先準備。因此,O&M服務往往與電站的風險管理觀念密切相關。

一位O&M業者對EnergyTrend表示,「電站孤兒」反映兩個問題:其一是追求低價而採用了品質產品,其二則是對於O&M的忽視;而第二個問題是絕對可以補救的,需要的是正確的觀念。

世上沒有不會毀損的物品,天災也難以預料,良好的O&M服務能有效提高電站運作的品質,其反饋將高於業者購買O&M服務所付出的額外成本。隨著全球太陽能系統總裝置量越來越龐大、使用年限越來越長,系統擁有者不得不重視這個需求。

相關文章
太陽能現貨價格趨勢

趨勢:單多晶持續拉鋸,供應鏈整體出現降價

在單多晶電池片同價的影響發酵下,單晶供應鏈拉貨數量開始增加,但因目前還在去庫存階段,價格仍維持上週水平。雖然單晶的拉貨力道轉強,但並沒有觀察到多晶供應鏈的市況有受影響。在分散式系統.. [詳内文]

分析評論

201初步提案出爐!美需求影響小關注產品結構變化

  針對眾所矚目的201案,美國國際貿易委員會(ITC)10月31日提出保護措施建議,EnergyTrend指出,目前所知的方案總共有三種,分別由四位委員提出。所有方案都包含了配額制與關稅,雖然.. [詳内文]

掌握全球光伏供需市場趨勢  

線上投稿 加入微信

太陽能報告 鋰電池/電動車報告