太陽能家戶發電

Posted on 2014/06/10 in 環境能源, 能源技術, 能源種類 with 尚無留言 6,744 views

太陽能家戶發電 (Solar PV system for home)
國立臺灣大學土木工程研究所金育暉

由於原油價格不斷上漲，連帶著電力價格也跟著浮動，可預期的，未來電費勢必不斷攀升，為了減緩電價浮動所帶來的影響及提倡再生能源以減緩溫室效應的進行，政府正推動家戶安裝太陽能發電系統政策，期能以太陽能取代部分電力來源，促進再生能源發展。

對於一般家庭來說，經濟考量總是大於環保觀念，那太陽能發電究竟經不經濟，透過簡單的數字可以很清楚的了解。首先須有幾個基本假設跟資料：

依據台電所提供的 102 年度平均每戶家庭每月用電量為 $$291$$ 度，為方便計算，取整數為 $$300$$ 度，一年即為 $$3600$$ 度，平均每日使用 $$10$$ 度。
太陽能發電系統是由 $$1$$ 瓩(kWp)為單位，每 $$1$$ 瓩(kWp)一天可提供的發電量約為 $$2.6$$ 至 $$3.6$$ 度不等，其主要取決於設置地點，如於台北約為 $$2.6$$ 度，在高雄可達 $$3.5$$ 度。根據假設 $$1$$，若要滿足一般家戶每日用電需求約須三個單位的太陽能發電系統。
太陽能發電系統，依據不同系統設計，每 $$1$$ 瓩(kWp)單價由 $$7$$ 萬至 $$20$$ 萬不等，平均使用年限約 $$15$$～$$20$$ 年，若僅考慮太陽能發電板本身，幾不產生後續維護費用，所以在此先行省略維護費用。
依據台電所提供台灣 102 年家庭用每度電平均售價為 $$2.86$$ (元/度)，同年度鄰近國家，日本為 $$8.20$$ (元/度)；菲律賓為 $$7.75$$ (元/度)；新加坡為 $$6.61$$ (元/度)；泰國為 $$3.42$$ (元/度)；南韓為 $$3.25$$ (元/度)。

為了比較不同電價下太陽能發電系統的效值，依據不同假設條件繪製成本示意圖，於圖中右邊的彩色線條為以每度電為 $$2.86$$ 元並假設一般家庭整年度所使用的度數為 $$3600$$ 度，使用 $$20$$ 年的電費累積曲線，圖上也分別繪製了不同電力價格下($$3$$、$$4$$、$$5$$、$$6$$、$$7$$、$$8$$、$$9$$)的電費累積曲線；左邊的黑橫線則是指供應一整年度($$3600$$ 度)所裝設之三個單位的太陽能發電系統且其每單位價格為 $$7$$ 萬以下之固定成本線條，圖上也分別繪製不同單價($$9$$、$$11$$、$$13$$、$$15$$、$$17$$、$$19$$、$$21$$)下的太陽發電系統之固定成本。另由於累積曲線為一斜直線，因此省略繪製前五年曲線以增進圖面清晰程度。

由示意圖上可以很明顯的發現，依現行電價($$2.86$$ 元/度)，就算以每單位 $$7$$ 萬元裝設太陽能發電系統，也須近 $$20$$ 年才能由免繳電費來抵銷太陽能板的安裝電費；電價漲至 $$6$$ 元，約需 $$9$$ 年才能打平成本；電價漲至 $$9$$ 元，約需 $$6$$ 年才能打平成本。若是安裝單價 $$13$$ 萬的太陽發電系統，依現行電價，$$20$$ 年後仍無法由免繳電費回收安裝成本；電價漲至 $$6$$ 元，則需 $$18$$ 年打平成本；電價漲至 $$9$$ 元，約需 $$12$$ 年才能打平成本。

經由以上的計算可以發現，太陽能發電系統要能回收安裝成本，須較長的期程，甚至可能超過太陽能發電系統之使用年限，進而影響家戶安裝太陽能發電系統的意願。

為此，目前政府為了推廣太陽能發電，對於家戶使用太陽能發電系統所產生的電力，將進行高價收購，依台電 102 年度太陽光電躉購費率為 $$8.18$$ (元/度)，該值扣除現行電價仍會有 $$5.32$$ (元/度)的盈餘。如此一來，若以每單位 $$7$$ 萬元裝設太陽能發電系統計算，約 $$10$$ 至 $$12$$ 年就可回收安裝成本，進而達到經濟效益，提高家戶安裝太陽能發電系統之意願。

太陽能現已能提供乾淨又環保的能源，但卻尚未符合經濟效益，政府透過高價收購的方式，鼓勵民眾安裝太陽能發電系統，能有效增進太陽能經濟效益，未來預期隨著科技的進步，太陽發電系統價格應能逐步下降，進而提供環保又經濟的新時代能源。

參考資料