參考文:我家屋頂適不適合裝太陽光電 進階篇

參考文:我家屋頂適不適合裝太陽光電 進階篇(電力及發電效益相關,參考爬文用,大長篇!)

上次寫了一篇很無聊的基本篇,主要在說明產權上的問題。
在鄉下有很多透天老房子適合搭建太陽光電,但產權上的問題還真不少。
只要產權上有些問題,基本上就無從申請賣電了,所以只好當成第一篇先說明。
這篇則是要探討:房屋長這樣,能不能或是好不好裝,裝起來發電效益好不好? 提供給想設置的人作參考!

上一篇提過了幾個要項,這篇會聚焦在下面這兩個:
2.)電力相關:拉線、管路、周邊電力饋線、電力輸送
3.)發電效益:房屋構造、造型、方位角等遮陰問題,這些會影響發電

首先先看一下,住宅型太陽光電系統的基本架構:
a. 屋頂上的太陽能板,同時也是直流電能的來源
參考文:我家屋頂適不適合裝太陽光電 進階篇

b. 線路從屋頂下來後接在逆變器(Inverter)上,就是把直流電轉換成交流電的設備
c. 逆變器轉換成交流電後,輸出的線路要引接到台電的線路上,輸送到電網去
(借一下逆變器系統廠商Solaredge的圖用一下,還好原廠關係不差)
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我們先討論電力的部分,第一點,主要就是逆變器輸出的交流電,要怎麼輸送給台電。
一般的住家,逆變器大多都是放在樓頂陽台或屋頂上的某處。所以電線要有路徑可以下樓。
依據配線法規(這邊從簡),太陽光電系統之線路該用管槽進行保護與配接;線路不得與其他電力線路放置於同一管路中。
意思就是在一棟已完成的房屋裝設太陽光電,除非原本已配有專屬太陽光電的獨立管路,或是有管道間可以再配管。
不然,只能在房屋的外牆加設金屬管或PVC管,讓太陽光電的電力線可以從樓上拉下來。
所以,有些很在意房屋外觀,或是不喜歡在房屋外牆加裝管子的,可能就沒辦法建置了。

這條線路拉到樓下後,要看最後線路要送到哪邊去跟台電的線路併接在一起。
這段路徑,當然也是要配管,才能把電線配接到目的地。所以也會有些管路會裝設在一樓的外牆、柱子上。
這些也無法像新房子一樣外觀平整、甚至與住宅的外牆或庭園的裝設融為一體,有很高的完成度。
除非系統商要特別報架作這些配置,不然都是外掛,這是身為設置人需要有的認知!

至於電線要配接到甚麼地方,會由系統安裝商與台電確認出一個位置。
有可能要新設一隻電線桿,有可能要經過隔壁幾戶才能到併接點,也有可能要挖地板或請台電再拉線才能到達。
這些就讓系統安裝商去傷腦筋。
但是有一點很重要,當線路配接到一樓後,在一樓的外牆要有空間可以裝設太陽光電的售電表箱。
有些大馬路邊的透天厝,在一樓正面就已經裝滿了原有的電錶及瓦斯表,根本沒有空間再裝一個寬三十公分的電箱上去。
範例圖片:太陽光電配線到指定的併聯點
參考文:我家屋頂適不適合裝太陽光電 進階篇

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這邊稍微點一下大家常在看到的饋線問題,饋線問題是甚麼意思?
用白話一點的解釋就是,發的電有沒有辦法送出去!
在您家新的發電站設置好後,其所發出來的電能要透過週邊的輸電網路傳送出去。
所以台電要看輸電網路是否能夠承載這些電量? 輸配線路上的設備、變壓器是否能承載?
線路夠不夠粗? 會不會燒掉等等安全考量。
所以,如果一個案場經過系統商評估後饋線不足,詢問台電也無改善方式、或耗費成本巨大,那就可能會無法裝設。
下為台電提供調查饋線容量的網站:https://dcms.taipower.com.tw/remq/
參考文:我家屋頂適不適合裝太陽光電 進階篇
請留意:這個網站只能做為參考,實際的情況還是要向台電確認了之後才知道。

接下來我們看下一個要項:發電效益的考量。
會影響發電效益的,主要就是從房屋構造、外觀造型、房屋的方位、甚至周圍的房屋、地形等因素。

首先,一個房屋的構造,不是自己定義的喔!而是要由房屋的地籍資料來定義。
我們找一個建築物使用執照來看看,就會看到有第一層、第二層、有屋突、頂層、陽台、露臺、雨遮等等。
由於申請設置太陽光電,需要經過能源局及建管單位的核備,
所以要在房屋的哪個地方裝甚麼、裝多少片、裝多高的支架,都有法規的規範。
規範大概是這樣:設置於屋頂層者,得架設棚架上緣至地面最高為4.5公尺。
設置於屋突者,得架設棚架上緣至地面最高為1.5公尺。
其他如陽台、露臺、雨遮等,大多可能受到建築物自己陰影的影響,不然只有大面積的露臺比較有機會裝。
所以,在衡量自己家屋頂適不適合安裝時,最好先把地籍資料找出來,看一下哪一塊是屬於房屋的甚麼部分。

再來看房屋的方位,這在第一篇中有稍微提過。
以太陽光電棚架裝設的最佳方位角,是面對正南邊。
接下來漸差的次序為面對西南邊、西邊、東南邊、東邊等。最差的是面對北邊,西北及東北也都不盡理想。
這主要是讓日光越接近垂直照射在太陽能板上,發電的功率才會越大。
相反,若日光照射角度很大,發電功率就不盡理想。
即使這片棚架是完全沒有遮陰的,因為在大部分的時間日照的角度都很大,整體的發電功率就越低。

有人可能會想,如果我的屋頂剛好是面對東北邊,
那可以將太陽光電的棚架朝房子正面翹起來,讓光電板朝向西南邊斜不就好了? 如圖。
參考文:我家屋頂適不適合裝太陽光電 進階篇

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以這樣的案例來看,雖然我們可以藉由拉高架設支架的高度,來取得更好的日照效果。
但是向東北方大開的棚架,就是房屋正面是棚架高點,低點往房屋這個方向走。
這看起來不僅會有些突兀,也使得這片棚架的安全性令人擔憂。
因為向北翹高的開口,就像個大口袋或風帆,在颱風來襲時,強大的風由下方往上頂,顯然對整體的牢固度有很大的威脅。
所以,通常碰到這個方位的屋頂,系統商可能還是會將棚架朝向房屋正面傾斜,或是直接宣告這片屋頂不適合裝設。
以系統商常用的模擬軟體來作計算,斜向北方或東北方的棚架大概會比朝向南方的屋頂少了至少10%以上的年發電量。
以台灣大部分客戶都希望投在刀口上、發揮最大的投資效益,真的是不多人會這樣硬裝下去。

最後看到房屋的造型,因為新的房舍越來越強調美觀、宏偉、大器的造型等訴求,
有些裝飾結構其實是太陽光電設置的阻礙。
雖然現在法規容許屋頂面上的棚架可以架高到4.5公尺。
但是如果還是不夠高,這些造型、或甚至屋頂上的設施、水塔等產生的陰影,都會讓設置的成效,大打折扣。
如圖,這是個透天厝屋頂的水塔產生遮陰的範例。
參考文:我家屋頂適不適合裝太陽光電 進階篇

用軟體模擬,在冬至前後(12月中,太陽直射南迴歸線),到下午2:54時,水塔的陰影就蓋到太陽能板上了。
以這樣的狀況,如果只有在冬天會有影響,那其實還是可以照樣鋪設上去。
畢竟冬天本來就常有陰雨天,而且到下午3:00之後才開始遮蔽,也已過了發電尖峰時間(10:00~14:00)。
相對影響還是有,但已經不若夏天就存在陰影那樣的嚴重。

由此可知,當我們打算裝設太陽光電時,房屋的方位、造型,輸配電、拉線的配置等都是需要考量的地方。
有一些新穎的公寓大樓樓頂,常常設計高掛的裝飾樑等來作造型。
這幾道樑,大概就可以宣判無法裝設太陽光電了。
上次也提到若屋頂上的最高點放了一個高高的水塔,可能也得有心理準備,
要將水塔移到下面陽台、加裝加壓馬達。
或是換為橫躺型的水塔,以免日後光電棚架蓋在上面,給水塔清潔人員帶來麻煩。

最後談一下,為何在有陰影遮蔽的情況下,很多系統商都會盡量設計避開或直接宣告不作?
這主要是因為目前市售的太陽能系統,大多是串列式的結構,也就是把太陽能板一片一片串接起來。
這樣的串列結構,只能有一個電流通過整串線路,這是基本的電學原理。
因此,如果這串列上有一片太陽能板上有陰影,其能流通過的電流就降低了。
這連帶的使整串的電流都跟著降低,造成整體發電功率下降。
同理,如果這一串太陽能板中有一塊髒掉了,那一片太陽能板發電量會掉下來。
這時也一樣會讓整串的太陽能板發電功率掉下來,反應到的就是帳單上賣電的金額減損。
雖然現在已經有讓各個太陽能板獨立運作,排除陰影對整串太陽能板發電影響的微逆變器或是功率優化器系統。
不過因為這樣的設備成本較高,有在推、幫客戶裝設的系統商並不多。
故大部分的廠商,還是會很努力的避開遮陰的影響,同時要求設置者要常常清洗太陽能板。

結論,這就是關於一個住宅要安裝太陽光電,在輸配電及發電效益等設計、施工或是申請流程上要考量的地方。
筆者這邊作這樣的說明,只是要讓想設置的人知道,什麼樣的屋頂或狀況可能不這麼好作安排或設計。
若請廠商來評估,廠商就面有難色。
或是明明就是較不利於安裝的條件、方位,但廠商卻沒有交代種種設計上的考量,只想趕緊成交。
這時,您可能得想到日後發電狀況應該是不會太理想的喔!


2017-12-25 17:17 發佈
剛開始要投資不少錢
不知道幾年才會回本 ?
音浪太強~ 不晃會被撞到地上 !
這麼辛苦寫了一大篇,核心問題都沒告訴大家,以一個四口之家(三房二廰二衛),一台冰箱、四台冷暖氣機、全室LED燈具、四台液晶電視、13公斤容量洗衣機....,到底要多大面積的屋頂,才能自給自足??太陽能安裝費用多少??儲能設備及轉換供電設備安裝費用多少??最重要的.....日照率足不足夠????
理論一大篇落落長!搔不到癢處!哈欠連連!
不好意思,因為這是參考文,所以必須盡量涵蓋清楚!
傷大家眼睛了!

這是一系列參考文中的第三篇,大概還有兩三篇要寫。
有幾個基本要件,大概可以回覆上面幾位大大的問題:
1. 這邊在探討的是住家安裝太陽能"賣電",發多少賣多少,不考慮自家用多少。
因為分散式的太陽能是應付夏日尖峰用電的最佳良方,而且台電應付夏日尖峰用電的成本超過$10元/度。
住家搭建起來賣,一度電至少賣台電$6元(北部$7元)。從總帳的角度,怎麼樣都高過跟台電買的電。
所以您住家可以裝起來,對整體環境、國家的電力狀況都非常有幫助。
2. 在住家裝設太陽能是有低銷的,基本上至少要超過10坪的屋頂空間。
最理想的是40~50坪的屋頂,裝設成本攤提的效果最好。越小的屋頂就越差。
3. 低銷(10坪屋頂)大約就接近50萬了,所以這不是一筆小錢。
就像買車一樣,大家多半都會仔細看配備、甚至比較不同業務開出來的菜單。
更何況是要您開這台車二十年(台電契約二十年),所以有很多細節應該要整理出來。
4. 基本投資報酬門檻是十年內要回本,二十年至少能收回投入的1.5~1.6倍。
就是花了一百萬裝下去,跟台電簽了一約二十年。如果這二十年下來賣電賣不到160萬,那不如不要投。
呼應第3點,細節內有很多魔鬼。掌握好,就能穩穩回收。

小弟是從業人員,曾在投資與理財寫了第一篇:太陽光電的發電效益
就是在探討日光與發電效益的問題
還有很多想涵蓋,只是要給想裝設的人先爬文學習用
不好意思,文長且不是大家都有興趣閱讀的....
Marty Kao5818 wrote:
1. 這邊在探討的是住家安裝太陽能"賣電",發多少賣多少,不考慮自家用多少。
因為分散式的太陽能是應付夏日尖峰用電的最佳良方,而且台電應付夏日尖峰用電的成本超過$10元/度。
住家搭建起來賣,一度電至少賣台電$6元(北部$7元)。從總帳的角度,怎麼樣都高過跟台電買的電。
所以您住家可以裝起來,對整體環境、國家的電力狀況都非常有幫助。

颱風天來的時候,明明屋頂就有太陽能板,結果卻得跟著隔壁沒有太陽能板的鄰居一起停電,真的很搞笑

cinnamon coffee wrote:
颱風天來的時候,明明...(恕刪)


這也是不得已的啊!
現有的設備都是跟台電同步,台電故障時設備要馬上跳脫
不然會電死台電的維護人員
這有嚴格的規範,裝設完成封表前台電也會再檢測一次

唯一能做的是在家裡裝ATS自動切換開關,再裝設太陽光電的儲電設備
這樣停電後電力會跳切到儲電設備上
您住家就會有電可以使用了
陰雨天太陽光電設備還是會啟動(充電),只是一整天下來大概只等於晴天曬了一個小時
只是以目前的技術,電池與充放電控制設備仍欠市場規模來降低裝設成本
所以想要這樣安排的客戶還有得等,先作售電的規劃賺點小外快也不錯。

但是就目前天天空品掛紅燈的狀況
小弟覺得就算是住家小屋頂一間一間慢慢搭起來(一個案子大概要搞半年),積沙成塔的環保效益還是很可觀的喔!
謝謝!



Marty Kao5818 wrote:
唯一能做的是在家裡裝ATS自動切換開關,再裝設太陽光電的儲電設備
這樣停電後電力會跳切到儲電設備上
您住家就會有電可以使用了

電燈不能點、電扇不能開,不能上01,這都還小事,至少要能保住冰箱的零食

Marty Kao5818 wrote:
參考文:我家屋頂適...(恕刪)

值得參考
jerryho282 wrote:
這麼辛苦寫了一大篇,核心問題都沒告訴大家,以一個四口之家(三房二廰二衛),一台冰箱、四台冷暖氣機、全室LED燈具、四台液晶電視、13公斤容量洗衣機....,到底要多大面積的屋頂,才能自給自足??太陽能安裝費用多少??儲能設備及轉換供電設備安裝費用多少??最重要的.....日照率足不足夠????

這還是在講再生能源躉售台電賺電費的部分
所以要看你對自給自足的定義是什麼
如果是售電費用打平基礎用電費用
那就是看你的設置條件達不達得到
如果是要自己發電來供應這些電器使用
那還要設置足夠的電池.........
一些太陽能廠商從來都不說電池這一塊......

看你提出的需求如果是一般地坪20坪左右的透天
我想應該是做不到......
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