Sun Solar Intro

太陽電池(solar cell)是以半導體製程的製作方式做成的，其發電原理是將太陽光照射在太陽電池上，使太陽電池吸收太陽光能透過圖中的p型半導體及n型半導體使其產生電子(負極)及電洞(正極)，同時分離電子與電洞而形成電壓降，再經由導線傳輸至負載。
由於太陽電池產生的電是直流電，因此若需提供電力給家電用品或各式電器則需加裝直/交流轉換器，將直流電轉換成交流電，才能供電至家庭用電或工業用電。

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太陽電池及模板

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常見的太陽電池及模板外觀

透光型模板
		不論是單晶矽、多晶矽或非晶矽太陽電池都可建構成透光型模板，其最重的目的在是可和建材結合，變成建築的一部份。並可做防反射光的處理、和透明度的加強，如搭配低鐵的強化玻璃。

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常見的太陽電池及模板外觀

● 仰角23.5°
由於台灣位於北回歸線上，而北回歸線緯度為北緯23.5度。太陽由東方升起後，行進的軌跡會在台灣的南方，所以架設太陽能光電板將板面朝南可以得到最大效益。而因為位於北緯23.5度，所以將板面仰角設定為23.5度可以得到最大日照效益。

● 避免遮陰
架設太陽光電板的場地周圍，須避免高樓、樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物，以利太陽光電板可以完全的接收太陽光達到最大的發電效益。

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太陽光電系統構件及特色

● 構成組件 太陽光電發電系統（PV system）主要是由太陽電池組列、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）、配線箱、蓄電池等所構成。

● 設置特色
與建築物結合的應用方式，是未來的主流。具彈性設計空間：可因負載型式不同，作不同設計應用，具彈性設計空間，不受地理地形的限制。應用廣泛(小至消費性產品--如計算機，大至發電廠皆實用)。環保、節能：無需燃料、無廢棄物與污染，具節能效益。若裝置在建築物上，同時可避免太陽對建築物的直射，間接可降低建築物的熱效應。安靜沒有噪音：無轉動組件與噪音，安全性高、操作簡單。系統設備使用年限久：太陽電池壽命長久，可達二十年以上。電力輔助：發電量大小隨日光強度而變，可以輔助尖峰電力之不足(併聯型)。與建築物結合：設計為阻隔輻射熱或半透光型模板，將可與建築物結合。

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太陽光電發電系統種類

● 獨立型(Stand-Alone)太陽光電系統 使用蓄電池，白天太陽光電系統發電，並供負載及充電，夜間由電池供電，可以自給自足。
★ 定義：使用蓄電池且換流器(Inverter)無逆送電功能之太陽光電發電系統。
★ 適用地點：高山、離島、基地台…等市電無法到達處。
★ 工作方式：白天 PV 發電供負載並充電、夜間由電池供電，可以自給自足(必需搭配蓄電池) 。
★ 考慮點：
1. 系統設計考慮因素多 (組列、蓄電池容量、負載與陰天日數等安全係數，最佳化設計複雜) 。
2. 一般充電控制器無 MPPT，搭配蓄電池使發電效能較差 。
3. 蓄電池每日>50%DOD深度放電、>0.2C充電，壽命短 。
4. 太陽光發電量與負載需求量不搭配時、太陽光之發電能量利用率偏低 (負載需求搭配與安全係數為互相矛盾之設計)。
5. PV-柴油發電機，PV-風力...等混合系統為改善之方法 。

● 市電併聯型(Grid- Connected)太陽光電系統
市電負載併聯，平時與太陽光電系統併聯發電，並供負載，不夠的電由台電供電。好比將市電電力系統當作一個無限大、無窮壽命的免費蓄電池。
★ 定義：換流器(Inverter)具有逆送電功能，可操作於併聯模式之太陽光電發電系統。
★ 適用地點：電力正常送達之任何地點
★ 工作方式：白天 PV系統併聯發電、夜間由台電供電。方 將市電電力系統當作一個無限大、無窮壽命的免費蓄電池
★ 優點：系統簡單、不需安全係數設計、維護容易。 具最大功率追蹤(MPPT)，發電效率高。 太陽光之發電能量利用率高
★ 缺點：停電時為將自動關機，因而無電可用，無防災功能。一般併聯型Inverter無法直接搭配蓄電池使用 (具特殊功能者例外)

● 緊急防災型(獨立/併聯混合型)太陽光電系統
和市電及蓄電池搭配。平時太陽光電系統併聯發電，並供負載及充電，夜間由台電供電。刮颱風、下大雨，電力中斷時，仍有足夠的蓄電池可以安排救災，待到市電回復時就沒有問題。
★ 定義：換流器(Inverter)具有逆送電功能，同時裝置蓄電池，可操作於併聯模式或獨立模式之太陽光電發電系統。
★ 適用地點：有防災需求(照明、汲水、通信….)之公共設施 。
★ 工作方式 ：
1. 平時PV併聯發電、效率高、利用率高、夜間由台電供電
2. 視需要建置足夠之防災用電池，長時間停電時白天 PV 發電供負載並充電、夜間由電池供電，適合作為救災用電力來源。
3. 蓄電池平時(或定時)浮充保養，不需每日深度充放電，壽命可以延長。
★ 缺點： 包含兩種系統建置成本較高，系統較複雜

● 設置的面積
設置太陽光電系統時應考慮設置地點與面積。 1峰瓩*(kwp)太陽光電系統所需使用 設置面積約為10-12平方公尺。
（峰瓩：大約是正中午時的陽光照射量下的太陽電池輸出功率。即約在攝氏25度時，以1,000W/m2強度的陽光，光譜為AM1.5的照射，可輸出1瓩電力之太陽電池容量，稱為1峰瓩。）

若與市電併聯維持穩定供電，四峰瓩可供一戶住家所需之電力。併聯型系統1峰瓩(kwp)設置成本約新台幣25萬元，平均一天發3度電以上， 系統耐用年限20年以上。

獨立型系統需加裝蓄電池故成本較高，但可應用於緊急防災、救難及偏遠地區之供電。