太陽(yáng)能逆變器的市場(chǎng)機(jī)遇和挑戰(zhàn)：
- 先進(jìn)國(guó)家促進(jìn)太陽(yáng)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(zhǎng)強(qiáng)，各國(guó)發(fā)展各有差異
- 環(huán)境模擬成太陽(yáng)能發(fā)電幕後功臣
- 系統(tǒng)整合趨勢(shì)已然
太陽(yáng)能逆變器的市場(chǎng)數(shù)據(jù)：
- 目前結(jié)晶矽發(fā)電效率仍低於20%
- 低功率逆變器年複合成長(zhǎng)率高達(dá)50%
太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)所能涵蓋的範(fàn)圍相當(dāng)廣泛，從上游的發(fā)電技術(shù)到下游的系統(tǒng)整合服務(wù)，都有許多值得討論的地方，然而，不論是結(jié)晶矽或是矽薄膜技術(shù)等，各類發(fā)電技術(shù)都不斷在成本與發(fā)電效率上希望有更進(jìn)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(yáng)能逆變器、MPPT（Maximum Point Power Tracking；最大功率追蹤技術(shù)）與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)況等，作一概括式的探討。
風(fēng)力、潮汐或是太陽(yáng)能等再生能源，全球各國(guó)政府皆依其自有的天然資源現(xiàn)況，各自提出相關(guān)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(duì)於環(huán)境的嚴(yán)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(guān)人士認(rèn)為，核能發(fā)電不僅建置成本高，幅射線亦對(duì)人體有害，雖然有完善的保護(hù)措施，若一旦發(fā)生公安問題，對(duì)於周圍生態(tài)將會(huì)造成重大傷害。考量到諸多因素之下，再生能源的發(fā)展便成為時(shí)下相當(dāng)熱門的話題。
先進(jìn)國(guó)家政策帶頭 太陽(yáng)光電系統(tǒng)比例漸增
在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)先的國(guó)家或是區(qū)域，太陽(yáng)能發(fā)電在眾多再生能源中，成為產(chǎn)官學(xué)研努力的首要目標(biāo)，像是德國(guó)、西班牙與日本等國(guó)家都對(duì)於太陽(yáng)能發(fā)電都投入相當(dāng)多的資源，美國(guó)在歐巴馬上任後，亦有擬定太陽(yáng)能等再生能源相關(guān)政策，希望帶動(dòng)國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟(jì)復(fù)甦。
國(guó)際研究暨顧問機(jī)構(gòu)Gartner與太陽(yáng)能電力協(xié)會(huì)（Solar Electric Power Association，SEPA）合作的調(diào)查報(bào)告指出，在美國(guó)公共事業(yè)單位中，已有44%的比例開始使用太陽(yáng)光電資源，另外則有33%則考慮未來五年內(nèi)會(huì)開始採(cǎi)用太陽(yáng)光電發(fā)電系統(tǒng)。在德國(guó)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(yáng)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(cǎi)用太陽(yáng)光電系統(tǒng)。這情況大致反映了德國(guó)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(guó)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(guó)政府的推波助瀾下，太陽(yáng)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(jié)晶矽發(fā)電技術(shù)，其發(fā)電效率仍低於20%，雖然各技術(shù)陣營(yíng)不斷尋求技術(shù)突破，但畢竟需要龐大資金與時(shí)間來?yè)Q取，不僅曠日廢時(shí)，在資金的投入上也相當(dāng)驚人。
就太陽(yáng)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(zhàn)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(dāng)重要的一環(huán)。（圖1）便指出，各國(guó)政府採(cǎi)取補(bǔ)貼政策，連帶使太陽(yáng)能逆變器的需求大增，不過，由於各類發(fā)電技術(shù)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(dāng)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(dāng)重要的課題。
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逆變器成長(zhǎng)強(qiáng) 各國(guó)發(fā)展各有差異
高鴻翔進(jìn)一步談到，逆變器系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r大致上與全球太陽(yáng)能光電市場(chǎng)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(guó)業(yè)者亦佔(zhàn)了三個(gè)名額，這也大略也說明了歐洲地區(qū)對(duì)於太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的重視程度遠(yuǎn)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(zhǎng)率高達(dá)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(jí)所使用的逆變器，則有20%的表現(xiàn)。
施耐德電機(jī)市場(chǎng)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(jí)的逆變器發(fā)展來看，雖然功率等級(jí)不同，但由於各國(guó)政府依其各自的國(guó)情皆有不同的補(bǔ)助政策，諸如賣電交易或是其他補(bǔ)助等，因此整體來看，一般住宅或是電廠等級(jí)的逆變器系統(tǒng)皆有相當(dāng)明顯的成長(zhǎng)，只是因政策不同的緣故，各國(guó)逆變器系統(tǒng)的成長(zhǎng)狀況也會(huì)有所差異。
龔柏丞強(qiáng)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(jìn)行回購(gòu)，是相對(duì)不符成本效益的，以美國(guó)的發(fā)展現(xiàn)況而言，時(shí)常可見到建置規(guī)模與面積相當(dāng)龐大的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)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(shí)際營(yíng)運(yùn)需求。廣泛而言，目前太陽(yáng)能發(fā)電的應(yīng)用領(lǐng)域上，仍然是以電廠居多，故較不考慮儲(chǔ)能應(yīng)用，至於在偏遠(yuǎn)地區(qū)，大部份由於距離較遠(yuǎn)，用電有限的情況下，儲(chǔ)能系統(tǒng)才會(huì)有比較大的發(fā)揮空間。
就歐美的法規(guī)面來說，由於美國(guó)法令強(qiáng)制將變壓器導(dǎo)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(yùn)作時(shí)，避免系統(tǒng)因過大的電壓而受到影響，對(duì)於逆變器而言，有保護(hù)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(dá)到此一水準(zhǔn)。
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環(huán)境模擬成太陽(yáng)能發(fā)電幕後功臣
美國(guó)國(guó)家儀器行銷業(yè)務(wù)暨綠能專案工程師林廣哲（圖3）指出，太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)自上游發(fā)電技術(shù)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(cè)業(yè)者的角度來看，不論是從結(jié)晶矽或是薄膜等發(fā)電技術(shù)來看，雖然發(fā)電效率與技術(shù)成本不同，系統(tǒng)業(yè)者在技術(shù)選擇上，仍需視當(dāng)?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(yáng)能發(fā)電的各類技術(shù)而言，不論是結(jié)晶矽、薄膜或是砷化鎵等技術(shù)，在整體系統(tǒng)完成建置後，系統(tǒng)仍須針對(duì)實(shí)際環(huán)境作出有效偵測(cè)，以讓發(fā)電系統(tǒng)隨時(shí)處?kù)栋l(fā)電效率的最高峰，來降低發(fā)電成本。
以聚光型太陽(yáng)能電池來說，雖然其發(fā)電技術(shù)採(cǎi)用砷化鎵來發(fā)電，但由於採(cǎi)用追日系統(tǒng)，整體系統(tǒng)便可時(shí)時(shí)處在轉(zhuǎn)換效率的高峰。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，就必須針對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的氣候資料，如溫度、溼度、日照強(qiáng)度、日射角度等，作有效的收集，以讓系統(tǒng)進(jìn)行有效的環(huán)境模擬，同時(shí)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(duì)於太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)來說，就成為最為重要的關(guān)鍵。
系統(tǒng)整合趨勢(shì)已然 臺(tái)灣業(yè)者亦有一席之地
綜觀整個(gè)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)，從最上游的原料提煉、發(fā)電技術(shù)的突破到最下游的系統(tǒng)服務(wù)，幾乎臺(tái)灣業(yè)者皆有參與其中。高鴻翔便提到，臺(tái)灣逆變器業(yè)者在資訊產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)上，從桌上型、筆記型逆變器與UPS，隨著全球太陽(yáng)光電市場(chǎng)成長(zhǎng)而跨入太陽(yáng)能逆變器領(lǐng)域。
雖然在製造與系統(tǒng)整合上的難度不高，臺(tái)灣亦有業(yè)者扮演代工角色，但不管為何，由於各國(guó)法令不一而足，如何了解各國(guó)當(dāng)?shù)胤钕拗苼K進(jìn)一步提供合適系統(tǒng)與服務(wù)，像是提供25年左右的保固期，取得認(rèn)證等便成為臺(tái)灣業(yè)者需要面臨的課題。
龔柏丞指出，臺(tái)灣業(yè)者的業(yè)務(wù)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(zhàn)整體系統(tǒng)成本的比例較高，臺(tái)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(guó)外銷售，因此，施耐德電機(jī)也有與一些臺(tái)灣業(yè)者的合作計(jì)畫在執(zhí)行，對(duì)施耐德電機(jī)來說，若只以代理商與臺(tái)灣業(yè)者合作，臺(tái)灣方面不僅在相關(guān)技術(shù)的整合上相對(duì)費(fèi)時(shí)，對(duì)於國(guó)外狀況的掌握也相對(duì)不易，直接在臺(tái)灣設(shè)立分公司，與臺(tái)灣業(yè)者作進(jìn)一步的討論，反而是有效率的方式。同時(shí)，施耐德電機(jī)也會(huì)提供在全球的服務(wù)經(jīng)驗(yàn)供臺(tái)灣業(yè)者參考。
