土地面積取得不易 水上太陽能電廠成趨勢

Ivanpah太陽能電塔是目前世界最高的太陽能電塔，周圍一共部署173,500個定日鏡，每個定日鏡有兩個反射鏡，總發電量可達392MW。圖片來源：breakingenergy.com

隨著地球平均溫度屢創新高，在世界各地頻頻發生極端氣候的趨勢下，促使各國政府加快發展替代能源的步驟。在眾多替代能源技術中，發展超過30年歷史的太陽能，在技術日趨成熟、建置成本逐年下滑等多重優點下，成為全球政府推動替代能源的首選。如閒置空地、水庫、屋頂等等，均能成為建置發電功率大小不一的太陽能發電站，如台灣在多年前即推動百萬屋頂的太陽能建置專案，而印度即規劃裝置逾 40GW 屋頂太陽能，中國大陸屋頂太陽能裝置量更已突破 22GW 。

值得關注之處，根據美國麻省理工(MIT)公布報告指出，全球空氣污染問題除會會影響人體呼吸道的健康與智力之外，也會減少太陽能發電效率。美國麻省理工研究團隊在印度德里收集長達兩年的日照量與污染數據發現，由於印度空氣污染已成為常態，以至於太陽能板發電量年比起其他空氣良好的國家要差，太陽能面板衰退率高達12%。

另外，該團隊也針對全球16個城市進行初步研究，空氣污染影響程度從新加坡的2% ，到北京的9%，其中採用鈣鈦礦技術的太陽能面板最不耐髒，鈣鈦礦太陽能在印度德里的衰退率高達 17%。

善用沙漠地形特色 以色列將打造全球最高太陽能塔

太陽能發電技術基本上以聚光太陽能、光電太陽能為主，聚光太陽能技術是用反射鏡或透鏡，大面積陽光匯聚到集光區中，運用光熱轉換原理令太陽能換化為熱能，進而帶動蒸汽渦輪發動機驅動發電機，達到產生電力的目的。以往最知名的案例，莫過位於西班牙安達魯西亞塞維利亞城的PS20太陽能發電塔，透過定日追蹤反射鏡反射的陽光熱能，最高發電量可達有20MW。

目前世界最高的太陽能電塔，是由BrightSource、Bechtel共同興建，位於美國加州Mojave沙漠中的3座Ivanpah太陽能電塔，高度達到459英尺，總工程造價達到22億美元。該發電設施共部署173,500個定日鏡，每個定日鏡均配備有兩個反射鏡，可將太陽光聚積在中央的太陽能發電塔鍋爐塔中，預計總發電量為392MW。

聚光太陽能效率取決於定日反射鏡數量的大小，也帶動擁有大規模沙漠面積的國家持續投入。如與台灣同樣缺乏天然資源的以色列，便在2017年投入5.7億美元於該國Negev沙漠，建造一座高達820英尺的艾沙林太陽能塔。

根據以色列主管機關公布資料顯示，該在太陽能塔佔地將達到300公頃，周圍將鋪蓋5萬以上的太陽能鏡板，將太陽光折射到高塔尖端的鍋爐後，預計以600°C的高溫對鍋爐加熱，屆時可望產生310MW電力，能提供13萬戶家庭的用電量，大約是全國總耗電量的2%。

日本啟動新水上太陽發電站 足為台灣發展借鏡

相較於聚光太陽能技術，光電太陽能技術最大優勢在於可小規模部署，如安裝於建築物屋頂上也能產生不錯的發電效果。只是若要獲得最大發電效益、減少線路傳輸的損失，光電太陽能技術還是要大規模部署才行，因此如何找到足夠發電場域，也成為各國政府積極尋找的應用場景。

以台灣為例，台灣電力公司為迎合在2025年再生能源需達到20%的目標，除透過政策補助民眾在屋頂設立太陽能發電設施之外，也開始引進浮動型太陽能系統，即在既有水庫或埤塘上，建立水面太陽能發電系統，目前在高雄阿公店水庫、桃園新屋、新竹寶山第二水庫等地，已完成第一期、第二期的建置工作，至於台南、彰化、嘉義等地，亦均在規劃與進行中。

其實世界各國均面臨太陽能發電廠用地尋覓不易的困擾，所以開始選擇在既有水庫上，鋪設規模不一的水上太陽能發電系統。如由葡萄牙電力集團（Energias de Portugal；EDP）在該國Alto Rabagão水庫中，於2,500平方公尺面積中設置220kWp的太陽發電站，共裝載840片太陽能板，年發電量預估約30萬度，並已於2017年底完成第一期測試。

至於臨近台灣的日本，也有在多個水庫建立水上太陽能發電站的案例，如千葉縣山倉壩水庫的浮動太陽能發電廠，便於2018年3月27日正式完工，成為日本最大的水面太陽能發電廠，約能滿足4,970戶家庭的一年用電量。山倉壩水庫浮動太陽能發電廠是由Kyocera TCL Solar負責建置，興建面積為180,000平方公尺，共安裝50,904個Kyocera太陽能模塊，預估發電量可達13.7MW。

雞舍建屋頂太陽能 有助增進農民收益

儘管大規模太陽能發電廠擁有運算能力較高的優點，但也因為建設面積廣廣泛，相關法規或環境評估過程較為複雜，包含台灣在內的眾多國家，都極力推動屋頂太陽能光電的政策。目前常見做法大致為透過政策補助與電力收購配套策略，吸引更多人投入民眾參與太陽能發電的工作，如澳洲東部昆士蘭州有超過31%居民擁有屋頂太陽能系統，平均安裝功率超過3.5千瓦。

而美國紐約市亦推動Solarize nyc平台，由政府出面主導集體採購發電設備的方式，約能降低屋頂太陽能發電設備建置成本約10~20%，吸引更多市民參與該計畫，目前至少有超過100家學校參與。

台灣推動屋頂太陽能政策多年，但受限於陽光照射較強的中南部，其屋頂建築多為沒有建照的違建設施，以至於民眾參與意願不高。而比較特殊案例，莫過於天泰能源集團在嘉義縣、雲林縣、彰化縣、台南市等地興建的雞舍屋頂專案，目前已有5個成功案例，堪為政府推廣屋頂太陽能發電站的參考。