過猶不及,日照太強環境太熱有可能傷及太陽能系統零件

新聞來源:過猶不及,日照太強環境太熱有可能傷及太陽能系統零件


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一下子吃太多東西有損腸胃,這個道理也適用於電器產品,在超過 30 度氣溫下,過強的輻照度(irradiance)也會傷害太陽能系統的零件。

太陽能發電以日照為發電來源,太陽能板的發電功率會隨著所接收到的日照射強度而變化,光線愈強發電功率亦愈大,其中目前世界氣象組織定義「日照時間」,輻照度(輻射)要達每平方公尺 120W 才算日照。

最近來自美國、巴西、新加坡、英國與德國的聯合團隊開始研究,「過強的輻照度」(Over-irradiance events)所帶來的不良影響。

輻照度之所以會增強,主要是因為雲邊效應(Cloud Edge),雲層反射日照導致太陽能板吸收的輻射突然增加,雖然過去的研究指出,多雲天氣時,太陽能發電量可能還比較高,且雲層反射日照以及偶爾的陰影也可以降低太陽能板的溫度,進而可以提高發電量。

但是新研究指出,這也要看溫度,不然太陽能逆變器可能會會因為直流電壓升高,限制電流,其中太陽能逆變器也被稱為太陽能變流器,基本上就是直流電-交流電轉換設備,為太陽能系統的必備電機設備。

研究指出,若輻照度突然增加並遠超過平均水準,就會影響大型太陽能電場的組件,尤其是在氣溫超過攝氏 30 度、輻照度增加時間持續超過一分鐘的情況下。

團隊首先在巴西、德國、美國各地進行為期一年的測量,先觀察一下該地發生過多輻照度的頻率與持續時間,研究指出,通常都不會超過 5 秒,並不會影響太陽能系統,但還是有 7% 的過度輻照維持超過一分鐘,足以衝擊太陽能發電廠。

研究表示,若氣溫高、又持續超過一分鐘,就好比巴西的乾旱地區,這種天候與巧合可能會讓慢熔型保險絲失效。科學家補充,過度輻照和較高的環境溫度可能會讓公用事業規模大型太陽能電廠的保險絲頻頻故障,光伏電站中的保險絲發生廣泛故障,並導致逆變器削波(clipping)。

而目前研究正在了解輻照度突然升高對太陽能發電廠的影響程度,初步研究指出,大型太陽能電廠都難逃此現象。

●參考資料

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