永續經營:零廢棄的循環經濟時代即將來臨!

June 17, 2020

何謂循環經濟?

「循環經濟」的理念起源於1966年鮑爾丁(K. E. Boulding)發表的文章〈未來太空船地球經濟學(The Economics of the Coming Spaceship Earth)〉,在文章中把地球比喻為宇宙中的孤立飛船,當無法由外部取得資源時,須透過持續的內部資源循環自給自足延長壽命。

根據這個概念,各國政府、企業開始不斷思考如何透過降低原物料的使用,提高水資源、再生能源的使用效率,並增加廢棄物資源化的比率,以減緩對環境的衝擊,進而達到永續發展的目的。

簡單來說,把用過的東西再生,使得資源重複利用,變成別人需要的東西,即為循環經濟的核心概念。

舉英國甜菜糖工廠為例,他們導入循環經濟的概念,用汽電共生的方式,提供廠區所需的電力及熱能,並進一步供電給鄰近的居民使用;而居民及工廠使用後產生的廢熱及二氧化碳,再利用管線輸送到廠區周圍,提供給約18公頃的溫室植物生長;這些溫室每年可以生產出5,000噸的有機番茄,並供應到歐洲各地的生鮮市場販售。上述的商業模式中,讓生產過程幾乎達到零廢棄的目標,且各種廢棄資源不斷重複利用的過程,即為循環經濟的典型案例。

HCAT也是促進循環經濟發展的一員


為了與時俱進,HCAT平台目前也是促進循環經濟發展的一員,平台與高雄凱雅養殖場為合作夥伴,採用漁電共生的方式,使得太陽能板發電與養殖漁塭能夠彼此發揮最大功效。在資源有限的台灣,透過漁電共生的方式,不僅能提高土地資源使用效率,還能促進再生能源發展以減少碳排放的可能性。

如何衡量太陽能板營運效能

一般而言,評估太陽能板投資效益除了看其與台電簽約後而獲得的穩定售電收益外,也會計算該地區太陽光電發電量、PR值(performance ratio)等等資料來做評估。

太陽光電發電量計算法

以日射量來計算:

日射量代表的是當太陽以基準單位釋放能量時,每日照射的總共有效小時數。

一般在計算太陽能量常以每平方公尺多少千瓦(1000W/m2)為基準單位。

所以,單日平均日射量( f )=當日的發電總量 / 1000 (W/m2)。

太陽能系統重要參數

下列三個為太陽能系統重要參數:


PR值為太陽能系統是否良好的重要判斷依據,PR值通常以一固定時間為一量測的基準,當系統使用時間越長,PR值會因為太陽能面板上有髒污而影響其準確度,若要讓太陽能系統有效的發電,定時清洗太陽能板是必要的動作。

影響系統PR值的因素


  1. 環境溫度

溫度對於系統效率的影響主要體現在對於設備工作的影響。在一定溫度條件下,太陽能電池組件會因溫度升高而輸出電壓降低、電流增大,組件實際效率降低,發電量減少。因此,溫度引起的效率降低是必須要考慮的一個重要因素。太陽能電池組件的工作溫度一般比環境溫度高10~30℃。

  1. 太陽能電池組件轉換效率

組件性能的好壞直接影響太陽能電池系統發電效率。影響組件性能的參數有組件轉換效率、開路電壓、短路電流、最大工作點電流、最大工作點電壓、電流溫度變化係數、電壓溫度變化係數、電壓光照變化係數等。組件的轉換效率與材料及製作工藝密切相關,目前,市場上出現了很多電池技術,這些技術的不斷更新,都是為了提高組件轉換效率。

  1. 安裝傾角、方位角

太陽能模組陣列*安裝傾角是太陽能電池系統設計至關重要的因素。對於固定式太陽能模組陣列,如能以太陽能電池模組組件朝向正南排布(本半球地區),安裝傾角經過最佳化傾角設計,將可產生最佳發電效益。而最佳安裝傾角跟地區經緯度、太陽高度角、赤緯角等息息相關。

*太陽能模組陣列:太陽能模組陣列(Photovoltaic Array)是多片太陽能電池模組的連結,也是最大規模的太陽能電池模組發電系統。

  1. 組件灰塵、陰影遮擋

太陽能電池模組發電系統在實際運行中,組件都裸露在環境中,隨著時間的推移,組件表面會積下很多灰塵,甚至有鳥的排泄物、樹葉、積雪等局部遮擋,這些因素都會造成系統效率的降低。一串組件之間,有時候由於不同組件朝向、遮擋等不同,系統的發電量會大大受到影響。這是影響系統效率的因素中最大的一個因素之一。

HCAT平台中PR值營運績效良好

一般業界認為太陽能系統營運績效只要PR值高於72%即為優良。HCAT平台中提供的愛因斯坦一號電廠其PR值經監控結果分析,長期來說PR值平均達80%,有時甚至有90%的表現。可見,投資人投資於太陽能版以換取的收益其績效表現相對較佳;而且,以台灣身處的環境來看,太陽能日照量每年的變化程度也不高,因此,投資太陽能板的收益波動度也不會太大。

綜上所述,投資HCAT平台太陽能板不僅能夠為我們的環境出一份力,給下一代良好的居住環境外,相對於定存,投資期間也能獲得較穩定且高的收益。

上圖為由太陽能電池模組連接成的光伏陣列。太陽能電池透過光伏效應可以將太陽光能轉成直流電,但一塊太陽能電池模組能夠產生的電力不夠一般住宅使用,所以將數塊太陽能電池模組連結在一起而形成了陣列。太陽能模組陣列能夠利用逆變器(Inverter)將直流電轉成交流電以供使用、或與市電並聯(On grid)。


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