奇客的太陽能日誌

結構強度的關鍵材料! 太陽能板用"邊框" 在太陽能板中 ， 能提供結構安全性及支撐性的關鍵材料是?  答案是太陽能用邊框!  一般 太陽能板都一定會有邊框包覆在四周 ，主要是提供板子一定的結構強度 ， 同時與系統支架做接合用 ，為板子提供足夠的支撐作用 。為了將板子可以較好的固定 ，邊框必須包含一定強度及耐用性 ，通常使用於太陽能板的邊框都為 6系列 的鋁合金材料 。 6系列鋁合金邊框 1. 提供保護與支撐太陽能板的作用 2.由於鋁框具有導電性 ，提供太陽能板接地的作用 3.與其它材料相比 ，具有輕量 、 高強度及一定的耐腐蝕性 除了鋁合金本身的耐腐蝕性外 ，一般也會在鋁框表面進行陽極氧化處理 ，讓表面形成一層氧化鋁膜 ，進一步提升抗 腐蝕性 。以台灣來說 ，非高鹽害的地區 ，大都可以使用 。 太陽能板用邊框 (點圖可放大) 邊框的組裝 會影響太陽能板強度的另一個關鍵為邊框的組裝方式 ，邊框與板子的接合通常會使用高黏性的膠帶來做接合 ，邊框之間會使用螺絲來進行鎖附組合 。這樣的組裝方式對於一般的環境下使用沒有太大問題 ，但對於有耐風壓需求的環境就稍嫌不足 。目前高規格的太陽能板 ，在邊框的組裝上 ，會使用矽膠將邊框與板子直接黏合在一起 ， 邊框之間會使用專用的接合金屬部件進行組裝 ，提供安全 、高強度的保護及支撐性 。 相關參考:  能用20年的太陽能板! 魔鬼就在細節裡～ 太陽能板的材料！(進階篇) 延伸閱讀:  太陽能入門篇 圖片來源: https://www.kymical.com.tw/al

自發自用的好選擇! 離網型太陽能發電系統! 想要安裝太陽能板來自發自用 ，那麼怎樣的系統選擇及建置才能符合需求呢? 答案是離網型太陽能發電系統!  離網型太陽能發電系統基本上是包含太陽能板所組成的陣列 、離網型太陽能專用逆變器 、蓄電池的儲能 系統及負載設備 。 離網型系統主要背使用於不方便使用電網 ，需要有獨自供電的區域 ，如小木屋 、資材室 、偏僻山區 、移動型設備的區域 。 離網型太陽能發電系統 (點圖可放大) 太陽能板再受光照下將太陽光轉換為電 ，藉由離網型 太陽能專用逆變器供電給負載設備使用 ，同時給 蓄電池的儲能 系統充電；再無光照時 ，藉由 離網型 逆變器將儲存於 蓄電池中的電給取出使用 。簡單來說 ，白天使用太陽能板發的電 ，同時將多產生的電儲存於蓄電池中 ，晚上則使用 蓄電池中所儲存的電 。 一般建置 離網型的設備有: 太陽能板 、離網型的太陽能專用逆變器 、安裝支架 、蓄電池儲能系統 。 太陽能板依據所需的數量或發電進行購買 。離網型逆變器將 太陽能板產生的直流電轉換為市電所需的交流電 ，直接供給負載設備使用或直接儲存於 蓄電池中 。 逆變器的規格視安裝的太陽能板數量及規格來挑選 。 可參考:  發電系統的最佳選擇! 太陽能專用逆變器! (應用篇) 安裝方式 ，不論地面型或屋頂型 ，都需要使用太陽能板用的支架來安裝 ，與併網型的系統是一樣的 。最後為 蓄電池的儲能 系統 ，視欲使用的電池種類來進行安裝 ，一般來說需要長期穩定供電的 ，會選擇 磷酸鋰鐵電池 ，短期或暫時性需求的 ，則可以考慮 深循環鉛酸電池 。 可參考:  電池的挑選! 鉛酸 VS. 磷酸鋰鐵! (應用篇) 延伸閱讀:  太陽能應用篇 圖片來源:  https://www.opti-solar.com/taiwan/ap_app.tw.html#ap_07

電廠! 售電! 併網型太陽能發電系統!  太陽能發電系統有不同的種類 ，如果想要安裝太陽能來進行售電需求 ，因該使用哪種類型的發電系統呢?  答案是併網型太陽能發電系統!  併網型太陽能發電系統基本上是由太陽能板所組成的陣列 ，搭配上併網型的太陽能專用逆變器所組成 ，不使用蓄電池的儲能系統 ，透過併網型逆變器直接將電輸入到公共電網 。 併網型太陽能發電系統 (點圖可放大) 併網型太陽能發電系統相比離網型 太陽能發電系統 ，由於少了蓄電池的儲能和釋放等轉換過程 ，減少了其中能量的消耗外 ，也減少使用的空間及建置成本 。 一般建置 併網型的設備有: 太陽能板 、併網型的太陽能專用逆變器 、安裝支架 、計價及雙向錶 。 太陽能板依據所需的數量或發電進行購買 。 併網型的逆變器將太陽能板產生的直流電轉換為市電所需的交流電 ，再回饋輸電系統中 。 逆變器的規格視安裝的太陽能板數量及規格來挑選 。 依據安裝方式 ，如地面型或屋頂型 ，來選擇安裝太陽能板用的支架數量及樣式 。最後為電錶 ，很多時候聽見的[掛錶] ，其實就是指在系統完成後 ，電力公司會派人來安裝計價及雙向錶 ，在太陽能系統附近的那個就是計價錶 ，而在屋外的電錶會被取代為4G網路的智能電錶 。作用上都是用來計算太陽能系統的發電量及售電金額 。 可參考:  發電系統的最佳選擇! 太陽能專用逆變器! (應用篇) 延伸閱讀:  太陽能應用篇 圖片來源:  https://www.opti-solar.com/taiwan/ap_app.tw.html#ap_07

夏天到了太陽能板發電能力越好? 溫度與發電的關係! 太陽能板接受的日照量與發電能力息息相關 ，那麼夏天的日照量高 ，板子的發電能力因該也越高嗎?  答案是否! 溫度與發電是相反的關係!  太陽能板的發電能力在不同溫度下會有所不同 ，一般購買板子時的功率為標準功率:  標準功率 指太陽能板在IEC的國際規範上 ，以標準測試條件 (standard test conditions. STC) 、溫度25 ℃ 、照度1000W/m2 ，AM1.5 標準光譜下所得到的 。 一般在戶外使用時 ，日照量(照度)不會是 1000W/m2 ，通常算有發電效能的時候 ，大都落在400~800 W/m2 ，因此實際的發電功率是會比標準功率來的低 。夏天時正中午有機會到 1000W/m2 ，甚至是超過 ，然而環境溫度相對也高 ，因此板子的溫度也會跟著升高 。可參考:  新手入門!! 第一次購買太陽能板~規格書怎麼看!! (入門篇) 目前的太陽能板 ，溫度每上升 1 ℃ ，板子的電壓就會變小 、電流會上升 ，但由於電壓的下降幅度遠大於電流的上升 ，因此造成輸出功率會明顯的下降 ，約0.35% ；相反的溫度越低 ，輸出功率是會增加 ； 通常與溫度相關的發電能力 ，一般稱之為 溫度係數 。 注意: 不同廠家製作的板子 ，溫度係數也都不同 。 太陽能板的溫度係數 (點圖可放大) 夏天的溫度高 ，太陽能板的溫度約在45~65 ℃之間 ，因此會降低7~10.5%的發電功率 。反之冬天 溫度 低 ，日照量沒有夏天高，但發電能力明顯較好，這就是為何冬天的發電效益高的原因 。 不同的安裝場域下溫度增加量 (點圖可放大) 另外 ，要注意的是除了環境溫度外 ，在 不同的 安裝 場域 下 ，溫度增加的能力也會不同 ，從表中可知道安裝於 屋頂 的溫度 增加量 是高於 地面型 安裝的 。 延伸閱讀:   太陽能進階篇 資料來源:  1. Creep in photovoltaic modules: Examining the stability of polymeric materials and components. IEEE, 2010, David C. Miller; Michael D. Kempe; Stephen. H....

電壓? 電流? 不匹配的太陽能板因該怎麼辦? 遇到太陽能板壞了需要更換 ，但板子的功率不同 ，或是手邊的板子型號不同 ，這樣到底能不能使用呢?   答案為視太陽能板的規格及使用方式而定!  太陽能板的背面一般都會有產品標籤 ，上面都會註明板子的電壓 、電流等規格 ，是否能匹配會視這些規格而定 。一般來說 ，太陽能板的輸出都會有公差 ，通常會是3% (建議參考板子本身的規格書) ，只要在這公差內 ，基本上是可以互相搭配使用 ，但如果不是 ，就需要依規格來決定使用方式 。 電壓相近 如果太陽能板之間是電壓相近的話 ，可以使用 並聯 的方式來使用 ，此時總電流為 各 別板子的電流相加 。 總電壓 = 電壓不變 總電流 = 太陽能板的電流相加 需注意 : 如果太陽能板局部遮陰的話 ，造成電壓下降的話 ，可能會發生 逆灌電流 的現象 ，造成板子的發熱 ，繼而引發熱斑 、玻璃破裂 、封裝材發黃等問題 ，所以使用上需加上 阻斷二極體  ( 防逆灌 二極體 ) 作保護 。 電流相近  如果太陽能板之間是電流相近的話 ，可以使用 串聯 的方式來使用，此時總電壓為各別板子的電壓相加 。 總電壓 = 太陽能板的電壓相加 總電流 = 電流不變 需注意 : 太陽能板接線盒裡需有旁路二極體 ，當板子被遮陰時才不會導致整組串都不運作 。 相關參考:  1.最佳的太陽能板安裝方式～增加你的發電受益！(進階篇) 2.太陽能板串聯? 並聯? 怎麼使用系統效益最佳? (應用篇) 太陽能優化器 (點圖可放大) 電流差異大 時 ，注意千萬不可使用串聯的方式 ，因為電流會被受限在小電流的太陽能板上 ，造成輸出電流變小外 ，還 會因為電流集中的關係造成發熱現象 。 如果太陽能板的電壓和電流的差異真的都無法匹配的話 ，建議使用 太陽能優化器 ( optimizer ) ，優化器會自行 調整 板子的 電壓和電流 來達到 匹配 ，得到最佳的發電效率及安全性 。 注意: 通常不同的太陽能板的對接使用 ，都不會在製造商的使用規格裡 ，如果因此有板子或系統上的問題 ，是會沒有擔保的 ，建議先詢問原廠 。 延伸閱讀:  太陽能應用 篇 圖片來源:  1. https://www.solaredge.com/tw/products/power-optimiz...

太陽能板串聯? 並聯? 怎麼使用系統效益最佳?   在安裝太陽能發電系統時 ，必定會遇到一個問題 ， 那就是太陽能板因該是串聯還是並聯使用比較好呢?   答案是依安裝方式來決定!  太陽能板串聯 太陽能板系統串聯 (點圖可放大) 發 電系統的電壓=總太陽能板的電壓相加 發電系統的電流=單片太陽能板的電流 可參考: 1.功率 = 電壓 x 電流! 人人都知道的高功率太陽能板! (入門篇) 2.串聯×並聯! 太陽能板中的基礎應用! (入門篇) 特點: 發電系統的總功率主要是以 電壓 為主導 ，因此受到電流的影響相對較低 ，簡單說受到光照的變化影響降低 ，相對可以得到較高的系統效益 。另外 ，由於電流為單片板子的電流 ，因此電線不需要更換成更高的規格 ，加上電流並未累加 ，導線的發熱溫度相對也較低 ，在使用上的安全性比較高 。 缺點: 當有一片太陽能板被遮陰時 ，會導致整組串系統不運作 。 旁路二極體的功用 (點圖可放大) 實際上在高規格的太陽能板設計中 ，是有把這個問題考慮進去 。高規格的太陽能板使用的接線盒裡 ，是有安裝 旁路二極體 ，當板子被遮陰不發電時 ，前一片板子的電流會藉由 旁路二極體流向下一片板子 ，不會因為該片子不發電而造成整組串不運作 ，差別在於發電系統的總電壓少一片板子的電壓 。 可參考:  最佳的太陽能板安裝方式～增加你的發電受益！(進階篇) 太陽能板並聯 太陽能板系統並聯 (點圖可放大) 發 電系統的電壓= 單片 太陽能板的電壓 發電系統的電流=總太陽能板的電流相加 特點: 發電系統的總功率主要是以 電流 為主導 ，因此當有一片板子被遮陰不發電時 ，不會導致整個系統不運作 ，簡單說發電系統的影響只有總電流少一片板子的電流 。 缺點: 由於電流為總太陽能板的電流相加 ，因此電線需要更換成更高規格的 ，加上因電流的增加 ，導線的發熱溫度相對較高 ，提升使用上的風險性 ，建置成本也隨之增加 。 遮陰發生時並聯系統的運作 (點圖可放大) 實際在使用上 ，很少是一片板子不發電 ，通常是局部遮陰 ，造成板子局部發電 ，此時板子的電壓降低 ，但因其它的板子電壓相較於 局部遮陰的板子高 ，會造成電流從高電壓流向低電壓的板子 ，造成電流的逆灌 ，產生板子的發熱現象 ，甚至於發生熱斑 、玻璃破裂 、電池片效率降低等問題 。 目前在...

挑選高強度太陽能板! 颱風來了不再擔心! 挑選太陽能板時除了要求高功率及保固外 ，還有一個需要考慮的部分，那就是板子的結構強度 ，畢竟太陽能板安裝在戶外 ，是必須經受風吹雨打的，那麼該如何挑選呢?   答案是參考邊框的結構 ! 一般太陽能板的規格書中都會註明板子的負載強度 ，可以先從中得到基本的強度規格 。 規格書中的負載強度 (點圖可放大) 通常看到的正背面荷重都為靜態受力 ，簡單說就是單一方向的負荷 ，承受荷重越大代表強度越高 ，當然不同廠家所製作的板子 ，會有不同的結果 ， 目前基本安裝在戶外使用的法規要求為 2400Pa 。 邊框的結構 規格書中註明的 負載強度都是在一定規範下進行的 ， 不同廠家所製作的板子可能都有相同的規格 ，但不代表彼此的強度是一樣的 ，畢竟只要通過法規的基本要求 ，任何 廠家都能宣告 ，因此這時 邊框的結構 就是很重要的選購關鍵 。 規格書的部分可參考:  新手入門!! 第一次購買太陽能板~規格書怎麼看!! (入門篇) 邊框的結構圖 (點圖可放大) 邊框的結構通常會有兩個方向 ，分別是 X方向 及 Y 方向 ，這通常也代表著力學中的慣性矩方向 。簡單說就是板子會受到這兩個方向的負荷而導致變形 ，因此為了防止永久變形所導致的損壞 ，必須用結構上的設計來克服 。對於使用者而言不需要知道複雜的結構計算 ，只需要知道 X方向及Y 方向的設計值越大 ，結構強度就越高 ，越能抵抗來自外界的荷重 ，從圖中可知:  X、Y 方向都為30的設計值 ，其 結構強度一定高於另一組 ， 而其中 X方向的設計是優先於Y 方向的 。 延伸閱讀: 太陽能進階篇 圖片來源:  1. https://www.longi.com/tw/

萬元以內! 打造自發自用太陽能供電系統! 斷電不再害怕!  想打造太陽能供電系統自用 ，但應該麼做才好呢?   答案很簡單! 是那就是照著本篇的介紹來進行! 自發自用的太陽能供電系統主要原理為: 太陽能板 (產生電流) → 太陽能控制器 → 蓄電池 → 逆變器 → 家用電器 自發自用太陽能供電系統 (點圖可放大) 安裝工序 1.將 湯淺深循環鉛酸電池 與太陽能控制器對接 ，正極接 正極 、負 極接負 極 2.將100W太陽能板 與PWM太陽能控制器對接 ，正極接 正極 、負 極接負 極 3. 將 湯淺深循環鉛酸電 與 Battery Tender 逆變器 對接 ，正極接 正極 、負 極接負 極 4.接上負載開始使用 依造以上順序簡單完成 ，即可得到一組自發自用的太陽能供電系統 注意: 以上電線及端子都需自行完成 可參考: 1. 太陽能板DIY! 單多芯線與壓接的選擇! (應用篇) 2.太陽能板DIY! 線徑與電流的選用! (應用篇)  3.電池的挑選! 鉛酸 VS. 磷酸鋰鐵! (應用篇) 4.便宜又好用的PWM太陽能控制器! (應用篇) 5.交流電的關鍵 "逆變器" !! (應用篇) 6.太陽能板串聯? 並聯? 怎麼使用系統效益最佳? (應用篇) 100W的太陽能板 ，以一天6小時的日照來計算 ，可以得到0.6kWh的發電量 ，因此選用0.6kWh的 深循環鉛酸電池來當儲能的電池 。當然在使用上因為能量的轉換與損耗 ，實際上只有8成 電池的電能使用 ，即0.6kWh ×0.8=0.48kWh的電能使用，但這只限於計算電池 。如果太陽能板一直不斷發電 ，實際上能使用的總電量是超過0.48度電的，不過要注意逆變器的功率為400W，就是說在使用交流電時的總功率是不可超過400W 。 0.48度電能怎麼用 讓10W的LED燈泡 ，連續使用2天 、60W的風扇 ，連續使用8小時 、25W的手機 ，可充15隻 如果對於使用以上的自發自用系統有心得的 ，也可以把逆電器的功率及電池的容量換成更大的來使用，當然太陽能板也可以，只是要確認好電壓 、電流的上限不可超過PWM控制器的限制 。 可參考: 1. 功率 = 電壓 x 電流! 人人都知道的高功率太陽能板! (入門篇) 2. 串聯×並聯! 太陽能板中的基礎應用! (入門篇) 3. 直流電? 交流電? 太...

交流電的關鍵 "逆變器" !!   太陽能板與電池產生的電都是直流電 ，一般都是對應24V以下的電器產品 ，但如果想要使用110V或220V的電器產品要怎麼辦呢?  答案是使用逆變器 ! 所謂的逆變器 (Inverter) 就是將直流電轉換成具有 正弦 波形的交流電 ，一般會接在電池後面 ，將12V或24V的電壓轉換成110V或220V的輸出 。可參考： 直流電? 交流電? 太陽能板發的電! (進階篇)  這種方式的使用一般還是會需要搭配一組太陽能控制器 ，先將太陽能板的電儲存在電池 ，再將電池的直流電轉換成交流電輸出 。另外 ，使用逆變器時需注意，功率上限要高於使用的負載功率。 逆變器 (點圖可放大) 逆變器的用法 太陽能逆變器 另外一種就是除了逆變器的功能外 ， 本身還內建太陽能控制器。 這種專門設計給太陽能板使用的逆變器 ， 可以減少額外的安裝工序 、使用上也方便 ，缺點是由於通常搭載的是MPPT控制器 ，所以價格上都會較高 (價格破萬元台幣) ， 一般常使用在2kW以上的大型系統。 如果只是小型系統或 初次嘗試的新手 ，都還是建議各別購買太陽能控制器及逆變器 ，購買價格大都可以壓在五千台幣以內 。可參考:  最大功率追蹤太陽能板控制器: MPPT Controller (應用篇) 太陽能逆變器 (點圖可放大) 延伸閱讀:  太陽能應用 篇 圖片來源:  1. https://www.ruten.com.tw/item/show?22047989831889 2.https://www.ruten.com.tw/item/show?22221202714960

最佳的太陽能板安裝方式～增加你的發電受益！ 太陽能板發電效益與安裝的方式息息相關 ，不適當的安裝方式會讓太陽能板本身的效益發揮不出來 ， 那麼怎樣的安裝方式才是最佳的呢?  答案是考慮遮陰的位置與太陽能板電路設計的關係! 之前介紹過太陽能板是以串聯的方式 ，將電池片串接起來得到最佳的發電功率，但也因串聯的關係，只要有一片電池片被遮擋住，如附近的建築物 、太陽行走的位置 、雲層飄過等 ，造成吸收不到太陽光形成遮陰現象，那麼太陽能板就無法運行發電 。 關於串聯的說明可以參考另一篇:  串聯×並聯! 太陽能板中的基礎應用! (入門篇) 串聯迴路下遮陰發生無法發電 (點圖可放大) 為了解決此現象 ，好的太陽能板都會在接線盒裡安裝二極體電路 ，只要 一片電池片被遮擋 ， 二極體就會啟動讓電流行走通過 ，避開不發電的位置 ， 讓剩下的電池片繼續發電工作 。 太陽能板含二極體電路 因此在安裝太陽能板時 ，需要考慮安裝地點會造成怎樣的遮陰位置 ，依此調整太陽能板是要直擺或橫擺的方式來安裝 ，讓太陽能板的發電效益最大化 。 擺放方式不同的影響 (點圖可放大) 延伸閱讀: 太陽能進階篇 圖片來源: 1.http://www.newsolar.com.tw/zh-tw/product-248165/270W-290W-%E5%96%AE%E6%99%B6%E7%9F%BD%E5%A4%AA%E9%99%BD%E8%83%BD%E6%A8%A1%E7%B5%84-60-6X10-Cells.html