太陽能發電

其 他 系 統 配 件

除 了 光 伏 陣 列 外 ， 太 陽 能 發 電 系 統 其 他 必 需 的 設 備 統 稱 為 其 他 系 統 配 件 或 者 BOS(Balance-of-system) 。 其 他 系 統 配 件 包 括 接 線 箱 、 充 電 控 制 器 、 獨 立 太 陽 能 發 電 系 統 的 蓄 電 池 、 逆 變 器 （ 用 於 與 電 網 接 駁 的 系 統 ， 以 提 供 交 流 電 ） 、 安 裝 構 架 、 電 線 、 開 關 設 備 、 熔 絲 、 避 雷 器 、 對 地 故 障 保 護 裝 置 等 等 。 對 小 型 太 陽 能 發 電 系 統 ， 其 他 系 統 配 件 可 能 要 佔 建 設 成 本 一 半 ， 及 維 修 保 養 成 本 的 大 部 分 。 以 下 部 分 將 介 紹 主 要 的 其 他 系 統 配 件 。

(a) 充 電 控 制 器 （ 獨 立 系 統 使 用 ）

充 電 控 制 器 指 的 是 獨 立 太 陽 能 發 電 系 統 用 以 控 制 光 伏 陣 列 向 蓄 電 池 充 電 的 裝 置 。 在 輻 照 強 度 高 的 時 候 ， 光 伏 陣 列  不 斷 為 蓄 電 池 充 電 ， 直 到 電 池 充 滿 時 控 制 器 會 自 動 將 蓄 電 池 與 光 伏 陣 列 之 間 的 線 路 開 斷 。 並 接 式 控 制 器 的 構 造 如 下 圖 所 示 （ 另 外 一 種 形 式 是 串 接 式 ） 。

最 大 功 率 點 （ MPP ） 充 電 控 制 器 利 用 直 流 / 直 流 轉 換 器 ， 使 光 伏 陣 列  的 工 作 電 壓 在 當 前 輻 照 強 度 情 況 下 處 於 最 大 功 率 輸 出 的 電 壓 值 。

(b) 逆 變 器

逆 變 器 指 的 是 能 將 直 流 電 轉 化 為 交 流 電 的 設 備 。 因 為 太 陽 能 板 輸 出 和 電 池 輸 出 都 是 直 流 電 ， 在 系 統 對 外 提 供 交 流 電 的 時 候 就 必 須 有 一 個 逆 變 器 。 獨 立 式 逆 變 器 可 以 用 於 獨 立 式 太 陽 能 發 電 系 統 ， 而 與 電 網 接 駁 的 系 統 則 需 要 使 用 接 駁 電 網 式 逆 變 器 。

在 直 流 電 轉 化 為 交 流 電 的 過 程 中 會 出 現 能 量 損 失 。 不 同 類 型 的 逆 變 器 的 轉 換 效 率 通 常 在 85% 到 95% 之 間 。 在 實 際 應 用 中 應 該 使 用 轉 換 效 率 高 的 逆 變 器 。 此 外 ， 交 流 電 的 電 力 質 素 （ 如 諧 波 含 量 、 電 壓 和 頻 率 穩 定 性 等 等 ） 以 及 保 護 功 能 （ 如 短 路 保 護 、 過 載 保 護 、 獨 立 式 逆 變 器 的 深 度 放 電 監 測 等 等 ） 也 都 是 選 擇 逆 變 器 需 要 考 慮 的 因 素 。

在 太 陽 能 發 電 - 與 電 網 接 駁 部 分 ， 我 們 會 討 論 接 駁 電 網 式 逆 變 器 。

上 圖 ： 掛 牆 式 接 駁 電 網 逆 變 器

(c) 蓄 電 池

蓄 電 池 是 獨 立 太 陽 能 發 電 系 統 中 不 可 缺 少 的 組 成 部 分 ， 因 為 其 產 電 是 不 穩 定 而 且 無 法 控 制 的 （ 取 決 於 太 陽 輻 照 量 ） 。 有 了 蓄 電 池 ， 太 陽 能 板 產 生 的 電 就 可 以 被 儲 存 起 來 ， 在 缺 少 太 陽 光 的 時 候 使 用 。

鉛 酸 蓄 電 池 ( 特 別 是 深 循 環 用 的 電 池 ) 是 目 前 最 受 歡 迎 的 類 型 。 其 主 要 原 因 可 能 是 因 為 這 種 電 池 是 專 門 設 計 來 反 復 充 放 電 用 的 ， 而 且 可 以 處 理 不 時 的 大 量 放 電 。 深 循 環 用 鉛 酸 蓄 電 池 的 使 用 壽 命 通 常 是 ３ 到 ８ 年 。 在 太 陽 能 發 電 系 統 中 ， 電 池 蓄 電 能 力 通 常 在 0.1 千 瓦 時 到 100 千 瓦 時 之 間 。 　

電 池 蓄 電 能 力 通 常 用 安 培 時 表 達 。 理 論 上 一 個 50 安 培 時 的 電 池 可 以 提 供 １ 安 培 的 電 流 達 到 50 個 小 時 ， 或 者 2 安 培 的 電 流 達 到 25 小 時 。 （ 以 千 瓦 時 表 示 電 池 的 蓄 電 能 力 時 ， 千 瓦 時 值 相 當 於 安 培 時 乘 以 電 壓 再 除 以 1000 。 蓄 電 池 組 的 蓄 電 能 力 則 是 所 有 單 個 蓄 電 池 千 瓦 時 蓄 電 能 力 的 總 和 。 ） 在 確 定 蓄 電 池 容 量 的 時 候 ， 一 個 重 要 的 考 慮 因 素 是 " 陰 天 自 主 日 數 " ， 即 是 在 陰 天 或 雨 天 的 情 況 下 ， 電 池 無 需 充 電 也 可 為 負 荷 供 電 的 天 數 。

鉛 酸 蓄 電 池 的 主 要 問 題 是 老 化 ， 意 即 電 池 內 阻 在 老 化 過 程 中 會 有 所 增 加 。 老 化 問 題 會 縮 短 電 池 的 使 用 壽 命 。 另 外 一 個 問 題 是 棄 置 的 鉛 酸 電 池 中 的 鉛 為 環 境 帶 來 潛 在 的 風 險 。