太陽能逆變器的市場機遇和挑戰(zhàn)：

• 先進國家促進太陽光電系統(tǒng)發(fā)展
• 發(fā)電效率低，逆變器守住電能損耗
• 逆變器成長強，各國發(fā)展各有差異
• 環(huán)境模擬成太陽能發(fā)電幕後功臣
• 系統(tǒng)整合趨勢已然

太陽能逆變器的市場數(shù)據(jù)：

• 目前結晶矽發(fā)電效率仍低於20%
• 低功率逆變器年複合成長率高達50%

太陽能產(chǎn)業(yè)所能涵蓋的範圍相當廣泛，從上游的發(fā)電技術到下游的系統(tǒng)整合服務，都有許多值得討論的地方，然而，不論是結晶矽或是矽薄膜技術等，各類發(fā)電技術都不斷在成本與發(fā)電效率上希望有更進一步的突破，但後續(xù)的系統(tǒng)效能、管理與監(jiān)控等，卻也是整體系統(tǒng)中不可忽視的部份，此次專題，將從政策面、太陽能逆變器、MPPT（Maximum Point Power Tracking；最大功率追蹤技術）與半導體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)況等，作一概括式的探討。

風力、潮汐或是太陽能等再生能源，全球各國政府皆依其自有的天然資源現(xiàn)況，各自提出相關政策，最主要的原因，仍然在於使用石油後的產(chǎn)物如濃煙、油污等對於環(huán)境的嚴重破壞，再者，石油存量畢竟有限，必須盡快找出替代方案以解決未來石油不足之問題。

亦有相關人士認為，核能發(fā)電不僅建置成本高，幅射線亦對人體有害，雖然有完善的保護措施，若一旦發(fā)生公安問題，對於周圍生態(tài)將會造成重大傷害?？剂康街T多因素之下，再生能源的發(fā)展便成為時下相當熱門的話題。

先進國家政策帶頭 太陽光電系統(tǒng)比例漸增

在半導體技術領先的國家或是區(qū)域，太陽能發(fā)電在眾多再生能源中，成為產(chǎn)官學研努力的首要目標，像是德國、西班牙與日本等國家都對於太陽能發(fā)電都投入相當多的資源，美國在歐巴馬上任後，亦有擬定太陽能等再生能源相關政策，希望帶動國內(nèi)產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟復甦。

國際研究暨顧問機構Gartner與太陽能電力協(xié)會（Solar Electric Power Association，SEPA）合作的調(diào)查報告指出，在美國公共事業(yè)單位中，已有44%的比例開始使用太陽光電資源，另外則有33%則考慮未來五年內(nèi)會開始採用太陽光電發(fā)電系統(tǒng)。在德國方面，75%受訪的公共事業(yè)單位目前已在能源組合中納入太陽光電系統(tǒng)。另外也有15%的比例，表示考慮在未來五年內(nèi)採用太陽光電系統(tǒng)。這情況大致反映了德國政府過去10年來支持可再生能源所做的努力。由此可見，目前各國政府仍然是扮演再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要推手。

發(fā)電效率仍有瓶頸 逆變器守住電能損耗

不過，在各國政府的推波助瀾下，太陽能產(chǎn)業(yè)雖然呈現(xiàn)一片欣欣向榮的面貌，但問題在於，即便是目前最為普遍的結晶矽發(fā)電技術，其發(fā)電效率仍低於20%，雖然各技術陣營不斷尋求技術突破，但畢竟需要龐大資金與時間來換取，不僅曠日廢時，在資金的投入上也相當驚人。

就太陽能整體系統(tǒng)的角度來思考，扣除發(fā)電系統(tǒng)不談，後續(xù)的逆變器系統(tǒng)，佔整體發(fā)電成本約10至15%的成本左右，雖然比例不高，但在整體系統(tǒng)中亦是相當重要的一環(huán)。（圖1）便指出，各國政府採取補貼政策，連帶使太陽能逆變器的需求大增，不過，由於各類發(fā)電技術的轉(zhuǎn)換效率都不到20%，因此後續(xù)的逆變器系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率的表現(xiàn)就相當重要，如何有效保住發(fā)電系統(tǒng)的電能，並加以轉(zhuǎn)換，就是逆變器系統(tǒng)相當重要的課題。


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逆變器成長強 各國發(fā)展各有差異

高鴻翔進一步談到，逆變器系統(tǒng)的發(fā)展狀況大致上與全球太陽能光電市場發(fā)展同步，在地域性上，仍以歐洲地區(qū)為主，若以全球各大逆變器廠商的產(chǎn)能規(guī)模表現(xiàn)來看，目前排名前五名的業(yè)者皆為歐洲業(yè)者，其中德國業(yè)者亦佔了三個名額，這也大略也說明了歐洲地區(qū)對於太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的重視程度遠高於其他地區(qū)（表一）。


若以發(fā)電功率而言，高鴻翔也表示，低功率逆變器在未來五年的年複合成長率高達50%，至於在中功率方面，也就是一般住家或是企業(yè)屋頂?shù)陌l(fā)電用的逆變器系統(tǒng)，則約為30%，在大功率方面，也就是發(fā)電廠等級所使用的逆變器，則有20%的表現(xiàn)。

施耐德電機市場行銷部產(chǎn)品經(jīng)理龔柏丞（圖2）談到，若以一般住家與電廠兩種等級的逆變器發(fā)展來看，雖然功率等級不同，但由於各國政府依其各自的國情皆有不同的補助政策，諸如賣電交易或是其他補助等，因此整體來看，一般住宅或是電廠等級的逆變器系統(tǒng)皆有相當明顯的成長，只是因政策不同的緣故，各國逆變器系統(tǒng)的成長狀況也會有所差異。
 

龔柏丞強調(diào)，一般樓宇的發(fā)電系統(tǒng)，由於建置面積不大的緣故，若要讓政府進行回購，是相對不符成本效益的，以美國的發(fā)展現(xiàn)況而言，時常可見到建置規(guī)模與面積相當龐大的太陽能發(fā)電系統(tǒng)的實際案例，其最終目的，仍然是要降低發(fā)電的單位成本，以符合實際營運需求。廣泛而言，目前太陽能發(fā)電的應用領域上，仍然是以電廠居多，故較不考慮儲能應用，至於在偏遠地區(qū)，大部份由於距離較遠，用電有限的情況下，儲能系統(tǒng)才會有比較大的發(fā)揮空間。

就歐美的法規(guī)面來說，由於美國法令強制將變壓器導入在逆變器系統(tǒng)中，因此在轉(zhuǎn)換效率較歐規(guī)系統(tǒng)為低，普遍在95%左右，不過此一規(guī)定可以在系統(tǒng)運作時，避免系統(tǒng)因過大的電壓而受到影響，對於逆變器而言，有保護的功能性存在。但從系統(tǒng)效率來看，95%可說是基本的門檻，一般逆變器的業(yè)者皆有能力可以達到此一水準。
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環(huán)境模擬成太陽能發(fā)電幕後功臣

美國國家儀器行銷業(yè)務暨綠能專案工程師林廣哲（圖3）指出，太陽能發(fā)電系統(tǒng)自上游發(fā)電技術到整體系統(tǒng)的整合，其過程需要注意到很多的環(huán)節(jié)，就量測業(yè)者的角度來看，不論是從結晶矽或是薄膜等發(fā)電技術來看，雖然發(fā)電效率與技術成本不同，系統(tǒng)業(yè)者在技術選擇上，仍需視當?shù)丨h(huán)境狀況，選擇最為適宜的解決方案為優(yōu)先。


就現(xiàn)行的太陽能發(fā)電的各類技術而言，不論是結晶矽、薄膜或是砷化鎵等技術，在整體系統(tǒng)完成建置後，系統(tǒng)仍須針對實際環(huán)境作出有效偵測，以讓發(fā)電系統(tǒng)隨時處於發(fā)電效率的最高峰，來降低發(fā)電成本。

以聚光型太陽能電池來說，雖然其發(fā)電技術採用砷化鎵來發(fā)電，但由於採用追日系統(tǒng)，整體系統(tǒng)便可時時處在轉(zhuǎn)換效率的高峰。在系統(tǒng)設計上，就必須針對當?shù)丨h(huán)境的氣候資料，如溫度、溼度、日照強度、日射角度等，作有效的收集，以讓系統(tǒng)進行有效的環(huán)境模擬，同時觀察發(fā)電系統(tǒng)的I/V曲線（電流/電壓）的變化並加以記錄。因此，不同的環(huán)境因素，對於太陽能發(fā)電系統(tǒng)來說，就成為最為重要的關鍵。

系統(tǒng)整合趨勢已然 臺灣業(yè)者亦有一席之地

綜觀整個太陽能產(chǎn)業(yè)，從最上游的原料提煉、發(fā)電技術的突破到最下游的系統(tǒng)服務，幾乎臺灣業(yè)者皆有參與其中。高鴻翔便提到，臺灣逆變器業(yè)者在資訊產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎上，從桌上型、筆記型逆變器與UPS，隨著全球太陽光電市場成長而跨入太陽能逆變器領域。

雖然在製造與系統(tǒng)整合上的難度不高，臺灣亦有業(yè)者扮演代工角色，但不管為何，由於各國法令不一而足，如何了解各國當?shù)胤钕拗苼K進一步提供合適系統(tǒng)與服務，像是提供25年左右的保固期，取得認證等便成為臺灣業(yè)者需要面臨的課題。

龔柏丞指出，臺灣業(yè)者的業(yè)務型態(tài)一向絕大多數(shù)皆以外銷為主要，由於發(fā)電模組佔整體系統(tǒng)成本的比例較高，臺灣亦有許多發(fā)電模組業(yè)者意欲與逆變器業(yè)者合作，整合成完整的發(fā)電系統(tǒng)（圖4），向國外銷售，因此，施耐德電機也有與一些臺灣業(yè)者的合作計畫在執(zhí)行，對施耐德電機來說，若只以代理商與臺灣業(yè)者合作，臺灣方面不僅在相關技術的整合上相對費時，對於國外狀況的掌握也相對不易，直接在臺灣設立分公司，與臺灣業(yè)者作進一步的討論，反而是有效率的方式。同時，施耐德電機也會提供在全球的服務經(jīng)驗供臺灣業(yè)者參考。