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逐水而居 水面型太陽光電系統

2019/07/30 |撰文:林曉琪(綠能科技產業推動中心技術發展組副研究員) 點閱人次: 1098

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太陽能跨足水面是未來趨勢之一(圖為新豐滯洪池水面型太陽能電廠)
圖片提供╱辰亞能源股份有限公司

太陽能除了扎根陸上,還要站穩水面~


近年來政府大力推動再生能源政策,其中有關加速太陽能推廣及建置,行政院於2016年10月核定了「太陽光電兩年推動計畫」於2年期間達成1.52GW的目標,並持續藉由「綠能屋頂全民參與」、「產業園區擴大設置太陽光電」及「營造發展太陽光電環境」等策略,鼓勵各界踴躍投入,希望能夠在2025年達成裝置容量20GW的目標。

有鑑於此,除了過往的屋頂型、地面型或建築整合型的裝置應用之外,亦大力推廣水面型的太陽光電系統技術,包括利用水庫、滯洪池、埤塘、魚塭、淨水場及堤防等場域,安裝太陽光電系統,像是全台第一座百萬瓦(MW)級浮力式太陽能電廠就座落在高雄的阿公店水庫。(延伸閱讀:「阿公電」!首座浮力式太陽能電廠正式動工

全台水庫與滯洪池已完成水面型太陽光電發電系統之場域示意圖
圖片來源╱經濟部水利署|繪製/林曉琪

看似浮動,卻是穩固的基礎

有別於陸上太陽能,若要在水面上設置太陽光電設施,支撐的載台可採用固定式與浮動式二種方式,若水域較淺者,如埤塘或魚塭,可使用固定式載台,將支撐基樁打入地層,施工方式與在地面裝置太陽光電系統類似;若為水域較深者,如水庫或滯洪池,考慮到施工安全及開發成本,較適合採用浮動式載台。

浮動式載台示意圖
圖片來源/Floating Solar Market Report

投入太陽能產業多年,近年亦轉戰水面型太陽能設置頗有成績的辰亞能源公司胡劭德董事長表示,在水庫或滯洪池開發大面積的太陽光電系統,除了更容易解決土地取得問題,另外對於環境保護,也多了一層意義。以生態來看,由於太陽光電模組遮住大部分的紫外線,形成遮蔭效果,此時魚類慣性往低溫的水面移動,將吸引水鳥飛來覓食,進而形成生態共生;而以技術角度來看,以浮筒做為載台,不需要多餘挖地即可施工,且將來場域的租約若是期滿,對於場域的復原亦相對容易。

胡董事長進一步說明,裝設太陽光電模組的浮筒都是高密度聚乙烯(High Density Polyethylene, HDPE)材質,而HDPE最常被使用在與食物接觸的容器上,屬於食品級材料,安全等級相對來得更高,且回收的浮筒,經過處理再利用,可化身為寓教於樂的玩具或民生用品,用途多元。

水面型太陽光電的承載浮筒屬於食品級材料,兼具環保與安全性
圖片提供╱辰亞能源股份有限公司

值得一提的是,辰亞經過長年的累積,對水面型光電模組的設置更加嫻熟,胡董事長說明:「承載平台的磚,每個都高達6噸,且每個錨定的位置,必須經過精密計算才能置放,因為纜索會受到水流干擾,若算錯了將差之毫釐、失之千里!」胡董事長指出,國內從事水力工程的研究機構雖然對於施工模擬已上手,但每次的模擬卻都要求須更加精準,透過上百遍的施工模擬,造就了太陽光電模組看似浮於水面,卻不會隨波逐流的重要關鍵!


產業推升,聚焦複合價值

太陽光電產業自2002年快速發展至今,業者的技術與研發能力已臻成熟,但如何在市場中發現新機會,是目前國內太陽光電業者積極思考的問題。

「今年(2019)4月,辰亞能源集結成亞資源、台灣立方、工研院材料與化工研究所、台灣科技大學、成功大學的力量,在經濟部能源局的見證下,成立了台灣太陽能模組資源化產業聯盟(SMART Cycle),將投入太陽光電模組回收的技術,期望發揮循環經濟的概念,使產業更上一層樓。」胡董事長強調。

太陽光電模組的回收開始受到各界重視,他們也發現模組回收後可供再利用的產品其實不少,例如模組中的矽晶化合物,經過烘乾高壓的過程可化身為矽錠,成為鋼鐵業的助燃料源,不僅能夠取代價格較高的進口矽鐵,還具有縮短冶煉時間、節省電費成本等效益,未來發展值得關注。

利用水域空間可發揮太陽能更多的經濟價值(圖為阿公店水庫太陽能電廠)
圖片提供╱辰亞能源股份有限公司

目前國際上不乏水面型太陽光電成功商轉的案例,而我國也已制定相關配套措施來推展水面型太陽光電,包含《設置地面型太陽光電設施景觀及生態審定原則》可供設置者及管理機關依循,另外《農田水利會灌溉蓄水池設置太陽光電設施管理原則》則是著重在保護設施不影響灌溉蓄水池安全、蓄水功能及不污染環境等,以確保水域空間可發揮最大經濟價值。

水域將是未來太陽能大展身手的場域之一,目前只是一個開端,期盼更多業者共襄盛舉,讓陽光可以更穩健的與水面共處、共同發光!


關鍵字:水面型太陽光電,浮力式太陽能,循環經濟

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