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水陸並進 從「能源轉型」展決心

全國最大的彰濱太陽光電場,將再創臺灣單一太陽能電場最大發電規模綠電。

配合政府2025年非核家園政策,台電除已著手興建100MW(百萬瓦)彰濱太陽光電場,也同步推動自有物產建置屋頂型太陽光電計畫,預計完成11.3MW建置目標,更規劃在臺南鹽灘地光電專區設置逾150MW光電場,展現台電積極發展再生能源的雄心。

自己的電自己發

再生能源處陳一成處長表示台電積極推動太陽光電建設。

臺灣地狹人稠,要取得設置大型太陽能光電場土地相當不易,致使早年電力基礎多發展成「集中型發電」,是以一座大型發電廠供應一個大範圍地區的用電。太陽能發電則屬於「分散型發電」,尤其地面型太陽光電常需大面積的土地供設置太陽能板,才能達到良好效果。

如今台電推動能源轉型,新的思維正在醞釀,力圖透過循線找地,在不同場域友善併網,且台電亦結合地方與企業,搭配台電太陽光電二期、三期、四期計畫,今(107)年底還會有五期計畫,將阻力轉化為能源轉型的動力;其中,令再生能源處陳一成處長印象深刻的莫過於是光電二期的「光明頂」計畫:「這個口號聽似聳動,其實也是為了解決太陽光電專區大型場域不易取得的問題,便從公司自有內部土地與場址做起,號召將太陽能板佈建於屋頂,希望透過自身示範拋磚引玉,達成全國點亮光明頂目標。」

台電高雄變電所設置屋頂型太陽能板。

光明頂計畫實施後,台電即全面盤點內部自有小面積土地、電力設施應設未設、建廠過程形成的新土地,小型地面型、建物屋頂等開始,例如高雄變電所、燕巢倉庫等台電建築物的樓頂,甚至興達發電廠倉庫的停車場頂棚也用來鋪設架高式太陽光電系統。此外,在部分屋頂亦採用「太陽光電能源技術服務業」(Photovoltaic-Energy Service Company,PV-ESCO)的創新模式,意即台電出租自有房舍屋頂及土地,由能源服務業者承包建置太陽光電發電系統及後續營運維護,以擴大我國太陽光電產業的經濟規模,並降低設置成本。

「另一方面,台電也積極配合政府進行『綠能屋頂全民參與推動計畫』使全民有感」,提及計畫執行,配電處許墩貴副處長解釋該方案規劃在社區住宅及工廠等可加裝太陽能板的屋頂來裝設,由於這些建物已有既設線路,可減少施作電力網工程,有利業者投資並加速併網。過去能源局規定業者與產權者若非相同時就無法併入其內線的法規,換言之,產權若非業者本身,業者需面臨花費較高成本併接外線問題,使多數業者卻步,配電處便主動積極與能源局溝通,目前法規已經彈性放寬,當業者與產權者非同戶時得併入內線。

光電二期計畫開發至今,裝置容量約11.3MW,全年發電量約1,300萬度,以每天平均日照時間3小時計算,扣掉損耗係數,預估每天總計發電約3.6萬度電,相當於可供應3,300戶家庭整年的用電量,供電量相當可觀。

打造全國最大光電場

台電臺中龍井太陽光電站,每年發出800萬度綠電。

至於地面型光電場,早在103年台電就在臺中龍井完成裝置容量達6.5MW的龍井太陽光電站,每年可發出800萬度電,是當時全國最大單一太陽光電場。

而現在光電三期計畫中的彰濱工業區,在占地152公頃的自有土地上,其中134公頃用來架設33萬9千片太陽能板,裝置容量100MW,投資金額62億元,年發電量1.3億度電,將再創臺灣單一太陽能場最大發電規模綠電,足供3萬戶家庭一整年用電量,新場地也排入世界第54大光電場面積。

台電再生能源處王秋賢課長說明光電場機房設備精密。

再生能源處陳處長說,當初台電原計畫是在彰濱興建火力發電廠,但因當地政府和民眾對火力發電仍有疑慮,加上中部地區陽光充足、雨日也較北部少,幾經評估後轉而發展太陽光電場。

同時,彰濱太陽光電場另有一個特色,就是全區設有50個變頻器貨櫃,每個2MW,可將太陽光電直流變成交流電,再送出去升壓到電網。陳處長說:「過去案場變頻器都很小,頂多幾百kV,要串很多個,現在是規模大,好處是檢修方便、電力耗損也低。」透過先進發電設備,預期將來發電效率會更為提升。

經營綠電善用電信新科技

彰濱太陽光電場工程動土典禮,由台電董事長、彰化縣魏明谷縣長與中華電信南區分公司王惠民總經理等,共同為臺灣史上最大的太陽光電工程祈安動土。

只不過地面型太陽光電系統需要大面積的土地,彰濱太陽光電場址又選在彰濱工業區尚未開發的偏遠地區,缺乏電信管道與固網光纜,卻正好能讓中華電信發揮擅長的微波通訊技術,為電場內的傳真、市內電話、網際網路提供品質穩定的通訊服務,還能進一步將電場內的發電資訊透過雲端平臺傳給台電,遠端監控發電狀態是否正常,雙方透過經驗及資源共享,一步一腳印終能完成我國重大綠能建設。

中華電信台中營運處張堂副總經理表示,中華電信整合了陣容堅強的協力廠商,負責電器室、發電機櫃、支架基礎、電纜管排設計施工,以及變壓器、光電模組、支架、變流器等,集合臺灣太陽光電產業界的箇中翹楚,齊心協力建設彰濱太陽能光電場。

再生能源處林恆山資深專業工程師表示彰濱太陽光電場規模宏大,需用先進設備來檢測太陽能板的故障狀態。

日後彰濱太陽光電場將採用發電機櫃模組,每部機組可提供28個光電板直流發電迴路、逆變器交直流及高低壓設備狀態等資訊,藉由中華電信的光纖網路,形成智慧管理環境(intelligent Environment Network,iEN),可整合光電場內50部發電機櫃,將運轉資料傳送到電器室監控中心,即時掌握發電狀況並留作紀錄,運轉資料再透過雲端平臺傳送到台電再生能源處監控中心,結合數據分析,能夠即時察覺異常狀況,進行障礙排除,確保發電設備正常運轉,維持最大的發電效益。再生能源處林恆山資深工程師補充說明,未來彰濱太陽光電場將用紅外線空拍機來檢視太陽能板是否故障。

人文相伴的綠能建設

台電大甲溪發電廠馬鞍後池設置水面型太陽光電。

台電太陽光電四期計畫則是與台灣自來水公司合作的「水上漂」方案。再生能源處陳處長表示,台電與台水公司去(106)年簽署合作備忘錄,將在水庫建置浮動式太陽能板,經過一年來的盤點,將於臺灣本島的寶山、永和山、蘭潭、仁義潭、鳳山水庫五座水庫,以及澎湖的成功、興仁、東衛等三座水庫架設太陽能板,考量水庫的遮蔽性等,保守估計裝置量約11.6MW。

「在水庫設立太陽能板的好處是可降低水面溫度,發電效益較佳。此外,在鋪設太陽能板場域時會避開鳥類棲息熱點,覆蓋率不要過大,就不會破壞生態環境。」陳處長補充說明,藉由巧妙運用大面積水庫興建太陽能光電場,無異解決了地面型光電場土地不易取得的問題,同時為綠能發展再向前邁進一大步!

而異曲同工的台電光電第五期計畫,則預計在臺南七股及將軍區占地約200公頃的鹽業用地上建置太陽能板,裝置容量為150MW,年發電量約2億度。陳處長說七股鹽田大多荒廢,不利耕作開發,設置太陽能光電場有助活化土地、加速產業發展,未來除了建置太陽能光電場,同時規劃綠化植栽,創造附加價值、回饋地方,成為結合電場、生態與人文景觀「三合一」的指標性電場。

前進綠色高速公路面臨的挑戰

興建太陽光電場,除了場址不易取得外,還有另一項挑戰就是「併網」。電場發出的電能必須經過許多輸電線路及變壓設備(電網)層層轉換電壓,才能供一般家庭或工業使用。同樣的,台電向民間收購的太陽能發出之電能,也需要透過電網才能分送一般用戶使用。而如何將太陽能發電之電能傳送至台電電網,此時就必須施作「併網」工程。

系統規劃處黃瓊誼副處長表示,可將再生能源視為一種「發電業」,電網的佈建依據其發電量分為小容量與大容量,依不同發電量來分流併網。小容量及零星太陽光電走配電系統,大容量光電則走輸電併聯輸電系統。

過去佈建電網是以「用戶負載需求」為考量,只要有用戶,饋線就拉到哪裡,但目前規劃的太陽能光電專區為引導大容量再生能源設置,其地點多屬空曠、偏僻、人口密度較小地區,此時便需要興建新電力設施及併接電網,併網時通常有兩種方式,第一種是先循線找地,再連接電網,第二種為先有地再併網至變電所或架空線上。

黃副處長形容佈建綠色電網猶如是一條「綠色高速公路」,既能友善環境,民眾又能藉此賺取綠金,前景很好,但在綠色高速公路上佈網也面臨許多挑戰,「很多業者都覺得綠電很好,但常見電量應走大容量輸電,業者卻要走成本較低的配電、不願跟其他業者共用一個升壓站等,或是期待所有發電設備、饋線都由政府完全免費提供,這是一種迷思,業者既是發電業就應付費,台電扮演的是一個技術與資訊提供者的角色。」

故許多挑戰就出現在先天條件較差的配電系統上,配電處許墩貴副處長說:「配電的饋線就像小水管,電量小的才能進入,但是在綠能專區的饋線已達併接容量上限的情形,而許多大容量的仍要擠進小水管,就會造成塞爆,進而出現供電不穩的情況!另外,配電電網可併網容量受限於電壓變動率、事故供轉能力及線路最大運輸電流物理因素,故配電電網無法容納全部再生能源併網需求等。」

友善併網環境 加速綠能發展

系統規劃處將致力於加強電網的建置工作,圖為黃瓊誼副處長(中)、黃子成組長(左)與林柏樺主辦(右)。
配電處許墩貴副處長(中)提到積極營造友善併網環境是配電處衝要工作目標。圖左、右為蔡緒良組長與吳緯峻課長。

為了因應政府推動的再生能源政策,台電一如既往,即使面臨種種難題也勇於接受挑戰。系統規劃處因應輸電問題,除加強輸電線與電網的建置工作,亦視需要提供開發業者升壓站規劃資訊參考。配電處許墩貴副處長說:「配電處在積極營造友善併網環境,將施行以下措施,如推動循線找地策略、主動提供業者建置升壓站可行方案、導入智慧變流器,以因應配電系統併網瓶頸地區電壓穩定問題;再者,已完成配電管路租借及配電線路代辦、宣導採併內線餘電躉售方式,未來將再研擬彈性放寬再生能源最大躉售電力可行性,以增加配電系統可併容量。」

除了友善併網的實際作為外,因應再生能源發電不可控制且變動性高之性質,台電除在供應面須準備具快速起停能力機組來擔任備轉容量之外,在需求面亦須導入更即時之緊急型需量反應措施,來提升電力系統運轉彈性,及滿足短期間的發電差異。日後結合智慧電網來調控電力的供需平衡,將可容納更多的再生能源併入電網,營造臺灣綠電發展新未來。

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