太阳能系统持有者不可不关注的电站运维

太阳能发电系统的挑战

太阳能光伏是透过光电转换效应来发电的技术，所使用的材料相当复杂，在运转发电过程当中亦会产生无法避免的化学变化，造成黄化、蜗牛纹、热点现象，并引发PID、LID等问题，进而使发电效果降低。

外力因素也会使电站发电效率下降，例如脏污、灰尘与雪的堆积，杂草复盖，异物砸到面板造成玻璃破碎。更不用说，淹水、强风等天气现象也可能使系统毁损。此外，太阳能系统均需搭配逆变器等电力系统，若故障也会影响发电系统整体效率。

从以上几个面向来看，太阳能发电系统要能稳定运转20~25年，其实挑战不小，且发电受影响将直接冲击收益，是不可小觑的问题。这也是2015年以降，O&M服务的能见度变得越来越高的主要原因。

必要的O&M措施

要解决上述问题，可透过事前的产品设计与事后的O&M来执行。

在产品设计方面，如易产生LID的PERC技术，可透过再生处理、新的烧结工艺等方式解决。采用抗水性较优秀的组件封装材料，减少栅线腐蚀与光电转换效应产生银离子等化学反应，降低蜗牛纹和开裂，能减轻PID问题。农、渔业大棚改选用抗水性更好的双玻组件等，因地制宜选用产品也是一个选择。

然而，电站运行总是有许多无法预料或无法避免的影响因素，因此需要透过O&M来确保电站能稳定运行。以组件清洁的必要性来说，日本O&M业者表示，光是能定期清扫组件，就能让电站整体发电量提高15%以上──若是在落尘严重的地区，差别会更加明显。

组件清洁是O&M服务的基本，而清洁的方式包括人工清洁与自动清洁。在台湾、中国大陆市场，人工清洁仍占多数;但由于大规模案厂越来越多，自动清洁将成为未来趋势。而在日本、欧洲、美国等人力成本较高的地区，自动清洁的接受度较高。自动清洁分成机器人与自动洒扫两大类，机器人则进一步分成轨道式与面板行走式两种。

人工清扫组件

左边为支架式清扫机器人，右边则是瓢虫造型的面板行走式清扫机器人。

自动洒水式面板清洁功能

除了传统以水清洁的方式之外，也有厂商开发出少量耗水或甚至无水清洁机器人，如美商Eccopia。美商SunPower则研发出易洁组件，落尘容易自动掉落，也就比较不需要清洁。

O&M服务的另一大重点是毁损整修，这又包括机电设备的调整或毁损零件的更换，依实际需要而定。根据台湾太阳光电集团BIG SUN的说法，一般的太阳能机电系统运作5~10年左右就有可能故障，因此长期的案场管理对于业者而言是绝对必要的。

巡查与派工

因应市场对O&M的需求明显上升，已有不少业者投入相关服务。根据EnergyTrend的观察，大多数O&M业者认为巡查才是关键任务。而巡查又分成实地访查与远端监控两类，各O&M厂提供的服务有所差异。

实地访查案厂分成人工巡查与自动巡查两大类。规模较小的系统可由工程师直接进入阵列中检查组件与机电设备的状况，规模较大者则须搭配车辆移动。但人工巡查效果不佳，因此现在已有O&M厂运用无人机空拍方式来执行巡查工作。

可用于检测太阳能系统发电状况的相关设备

空拍无人机

这类太阳能案厂巡查用的无人机主要搭载摄影机与红外线热像仪，前者的功能是观测组件外观是否有异常，后者则用于观测组件热点。工程师可在确认异常后，直接到指定的位置进行进一步判读与整修。

然而，这样的效率仍不够好。较先进的O&M服务商会以远端监控为优先，透过读取、分析相关数据来掌握系统发电的状况，发现系统异常后进行判读，再决定需进一步到实地勘察，或可直接派工检修。由于已预先确认问题，整修上会更有效率。如此一来，案厂管理效率可有效提升，且勘查也不再受限于案厂的规模或地点。

远端监控

许多O&M业者对EnergyTrend表示，案场监控才是O&M的关键所在，功能完善的监控平台影响了O&M服务的品质，也影响了电站的运作成效。大多数电站监控所需数据由与电站串联的逆变器提供，而对于这些数据的整理、判读，就决定了O&M远端监控的服务品质。

受惠于传感科技的发达，越来越多O&M远端监控设备会结合温湿度计、日照计等功能，将整体环境数据纳入资料的一环，使电站运作的实际状况更完善。而远端监控均会搭配适合的云端接口，方便业主与O&M工程师来确认案厂状况，进行即时的回报。

台厂元晶的O&M服务结构图。(来源：元晶太阳能)

台厂BIG SUN的远端监控画面。

在收集更多数据之后，这些O&M业者即可透过大数据统计，为案场持有者提供完整的发电纪录报告，或提供进一步的劣化预报。

风险管理

太阳能电站的运作有理可循，而电站大数据的应用可帮助业主了解潜在风险，并预先准备。因此，O&M服务往往与电站的风险管理观念密切相关。

一位O&M业者对EnergyTrend表示，“电站孤儿”反映两个问题：其一是追求低价而采用了品质产品，其二则是对于O&M的忽视;而第二个问题是绝对可以补救的，需要的是正确的观念。

世上没有不会毁损的物品，天灾也难以预料，良好的O&M服务能有效提高电站运作的品质，其反馈将高于业者购买O&M服务所付出的额外成本。随着全球太阳能系统总装置量越来越庞大、使用年限越来越长，系统拥有者不得不重视这个需求。

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