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太陽光電系統運轉與維護重要性日增

太陽光電為國家永續能源發展之重要發

展標的，經濟部訂定 2030 太陽光電推廣目

標量達 6.2 GWp，促進國內太陽光電系統設

置快速蓬勃發展，系統投資者為了追求投資

效益最大化，提高內部報酬率 (IRR)並縮短

回收年限。隨著太陽光電電站設置日益普遍，

如何確保系統可靠、穩定、長期的運轉，降

低投資風險已然成為重要議題。

舉個例子，根據德國太陽能監測公司

Meteocontrol 抽查安裝於歐洲電站，發現有

80%電站發電量不如預期；中國國家能源局

於 2013年測試了 11個已運行 1年太陽能電

站，超過 50%的元件衰減 5~10%，30%元

件衰減超過 10%。另針對中國案場模組進行

抽驗，發現有超過 50%太陽能模組在運行一

年後即衰減嚴重。這再再告訴投資者，太陽

光電系統不能僅僅考量價格，品質必須被重

視，自一開始正確的設計規劃、元件品質把

關、施工品質確保與後續持續的經營管理維

護，才能確保投資者效益能符合期望。

太陽光電系統發電最大化，可以從兩個

方面來思考，1度電 (1kWh)=1kW(裝置容量 )

撰▓馬公勉

太陽光電系統運轉維護

與監控系統介紹

運轉 1小時 (發電時間 )所產生之能量。發電

量最佳化可以從提升效能與增加運轉時間兩

個角度來著手。易言之，盡可能的讓機器設

備在長時間均能維持最佳效能持續的運轉。

太陽光電系統運轉與維護的概念，主要

可分為三個層面：

( 一 ) 預防性維護 (preventative mainten-ance)

1. 模組清洗：每年約 1~2次，或試需

要而定

2. 草木管理：每年約 1~3次

3. 排水處理

4. 保養所有數據擷取設備與監測系統

( 二 ) 矯正性維護 (corrective maintenance)1. 現場監測

2. 現場故障排除

3. 設備更換，例如通常變流器 10~13

年更換一次

( 三 ) 條件式維護 ( condition-based main-tenance)

1. 主動式監測，依據使用者需求差異不

同設定監測功能。

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2. 系統保固，取決設置者與系統商所簽

訂之保固條件與期限。

常見太陽光電運轉過程發生問題

一般常見問題可以從元件品質管控端、

系統安裝、測試運轉與運轉維護階段，茲分

別說明如下：

1. 元件品質管理：必須注意道安全性問

題、包括熱斑、接線盒是否燒毀、接

線箱電弧、變流器燒毀、熱點（hot

spot）、封裝不良、材料耐候性差、

接線盒脫落、脫層、鋁框設計不良、

功率不良。必須透過驗廠 /驗貨確認

生產技術與品質，避免潛在風險。

2. 系統安裝：接地不當、安裝施工時站

立在模組上、電線連接不當等。必須

委由合格電器承裝業專業施工人員施

工，並於安裝前進行功率量測、EL

檢查等確認動作。

3. 測試運轉階段，觀察纜線是否混亂、

配線是否正確、運轉是否正常。

4. 運轉維護階段，觀察模組是否髒汙、

電壓與電流是否正常。

5. 其他風險：天災人禍、供應商是否能

維持 20年之久、因維修期間損失之

發電等風險。因應方式是購買保險，

一般而言有一般商業火災保險與電子

設備險兩種。

一般而言，太陽光電系統失效頻率發生

最多的逆變器 (占 35%)，其次為交流系統

(占 18%)與外部電網 (占 22%)。若以維修

成本而言，逆變器占 50%、現場人工 &其他

(15%)、通訊 &儲存裝置 (10%)。

實務上太陽光電系統運轉與維護週

期規劃

電站運轉與維護管理架構基本上分為預

防、修復、改善、服務、清潔與保養 (詳如圖1)

1. 預防維護：項目包括模組模組陣列 &

DC、 變流器、AC系統、HV & LV

圖 1. 電站運轉與維護管理架構

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設備、環境感測 &監控系統檢查。

2. 電站維護：模組 /設備清潔 &保養、

遮蔭物體移除、全系統設備檢查。

3. 系統監測：系統監控、異常檢測與排

除。

4. 改善方針：針對異常狀況進行診斷並

提出改善方案。

5. 報告分析：數據分析、報表產出。

崇越科技太陽能監控資訊系統介紹

崇越科技監控系統架構 (詳如下圖 2)，

提供服務包括：(1)太陽能管理之關鍵知識 (包

括專業技術、應用系統、團隊建立 )。(2)提

供量測、管理、系統建立、遠端監控、效益

評估等技術支援及解決方案。(3)建置有關太

陽能管理、警示、監控之整合資訊系統。

( 一 ) 崇越監控系統具備環境優勢

1. 許多系統整合商能提供自動化的機器

設備，但僅限於單機自動化。

2. 缺乏整合方案的單機自動化，使得相

關資訊的取得和分析相當困難。

3. 自動化不再局限於降低成本，如何提

高管理效能亦是關注的重點。

( 二 ) 技術優勢 1. 監控技術與太陽能的關鍵技術知識完

全結合。

2. 實質建置、開發有關管理、警示、監

控資訊系統。

3. 已經能利用網路與資料自動處理的資

訊系統達到即時反應、數據分析、管

理。

4. 不僅具備單機自動化技術，更開發一

系列完整的自動化方案核心模組系

統。

5. 可靠的連線傳輸技術、功能強大之後

端伺服器系統可以穩定處理大量的數

據。

6. 模組化的核心系統可以簡單快速為應

圖 2. 監控系統架構

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月圖 3. 電站資訊總覽列表

用程式建置出精簡的架構。

( 三 ) 具備技術特色

1. 感知與控制層：各式感測設備數據聯

網、媒體數據聯網。

2. 網路通訊層：遠端設備連線管理、數

位影像聲音連線管理。

3. 平台管理層：中央管理系統、伺服器

端組態管理。

4. 應用服務層：企業服務、維運服務、

運算服務、使用者訂閱推送服務。

5. 開放性：採用開放式國際標準為基

礎，所有的硬體訊息連線、軟體資訊

交換、遠端系統管理皆不受限於任何

硬體或軟體廠商。

6. 自主性：軟體程式系統皆自行定義開

發，不以套裝圖控軟體為開發基礎，

節省大量的軟體授權費用，且可以根

據專案需求快速開發適用之功能模

組。

7. 穩定性：採用嵌入式 (Programmable

Automation Controller 可程式自動控

制器 )的硬體控制系統，傳輸速度快、

運算能力強、可遠端連線操作、可移

植高階程式語言程式。

8. 擴充性：模組化功能區塊、控制邏輯

流程儲存於資料庫，可隨時增減而不

影響系統或實體設備連線。

9. 太陽能發電的數據傳送到雲端主機，

提供長期紀錄 。

10. 逆變器異常無法持續發電時，能即

時發出警訊 。

11. 遠端遙控電站設備、啟動電站、關

閉電站、自動執行流程。

12. 內建資料記錄功能，避免因網路中

斷造成資料遺失。

13. 電站總表 (詳下圖 3)，向下可再個

別檢視檢視功率、日照、溫度、多

樣化的效益與分析報表。

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14. 檢視現場即時影像、逆變器工作狀

態碼、異常錯誤碼。

15. 增加系統的投資收益回報︰分析發

電系統的資訊，提升太陽能板發電

效率，增加投資收益。 提升系統的

妥善率︰異常事件發生時，在最短

的時間內獲得通知，防止問題惡化。

16. 降低管理成本︰遠端平台的建置，

有效降低管理成本，藉由系統的彙

圖 4. 多樣化的效益與分析報表

整報表提升管理效率。

17. 完整的效益分析 (詳圖 4)︰除了各

案場的單一資訊外，也可將不同案

場的資訊交叉比對，在統合規劃時，

提供完整的規劃藍圖，以助效益分

析。

( 作者任職於崇越科技公司 )

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