提升能源采集(Energy Harvesting)功效,是新兴绿能产业能否普及化的关键之一,太阳能光电也不例外。怎么让太阳能面板能够采集最大的光源,并且提升太阳能面板的转换效能,数据撷取+自动控制的方案,则可让太阳能面板在采集光源时「面面俱到」。
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美商国家仪器(NI)绿能项目工程师林广哲表示,每一个太阳能电力能源采集的环节,都需要measure it and fix it的方案来辅助,来减少太阳能电力损耗的程度,提升能源采集的功效。 BigPi |
美商国家仪器(NI)绿能项目工程师林广哲表示,要让太阳能板面板采集到最大化的光源,提升能源采集的功效,太阳能的控制追日系统就很重要。一方面追日系统要撷取并具备太阳光源在各种变量条件下的数据,一方面配合自动控制系统,调整追日系统采集光源时的优化状态。
这些都可透过GPS定位,配合各地区的时令,藉由数据撷取软件建立太阳光源定位角度的数据库,提供自动控制追日系统调整,采集最大化的太阳光源。当太阳光源被云雾所遮蔽时,自动控制追日系统便可藉由光传感器,调整找寻最佳的角度,继续让太阳面板采集最大化的光源。
目前NI和台湾的核研所以及工研院量测中心正密切合作,NI的方案被应用在太阳能面板在冰雹、温度、耐久、漏水电等的测试排程,主要是确认数据撷取的内容是否有被完整纪录储存而没有被更动过。这些数据数据会进一步与中央气象局联系,作为太阳能追日系统所需庞大数据库的基础,并进一步满足符合太阳能系统验证作业的需要。
若要提升太阳能转换效能,就需要透过最大功率点追踪MPPT(Maximum Power Point Tracking)来促成。林广哲进一步指出,在不同温湿度和光照的条件下,太阳光会产生不同的IV曲线,电力就是I与V相乘的面积。追踪出最大功率点,得到I乘以V的最大面积值,代表可取得最大化的电力。透过数据撷取和自动控制的结合,并藉由算法机制找出曲线的最大功率点,便可找出不同太阳能光源环境下的优化电力来源。
此外,不同的太阳能面板材料,在不同特定温度时的能源采集效能为最佳,因此维持一定的太阳能面板温度,才能维持优化的采集效能,这也需要藉由数据撷取和自动控制设备,来掌握最精确的面板制程。
所以数据撷取和自动控制的方案,也已经应用在太阳能硅精炼量产和验证安装过程当中。NI的相关方案已为西班牙最大的太阳能光电电池制造商Siliken Renewable Energy所采用。为了提升硅精炼过程的效率,Siliken Renewable Energy藉由NI的数字影像撷取模块,在精炼完成的硅粒子从精炼反应器送出时撷取影像。同时结合NI所开发的视觉软件,为影像进行远距分析,在硅粒子精炼完成时大量地量测粒子的尺寸。并且透过NI的自动控制系统,Siliken Renewable Energy可量测精炼硅的流量和压力参数,配合动态讯号撷取模块进一步监控振动幅度,确保系统稳定及反应器顺畅运作,让太阳能硅精炼的制程维持优化。
林广哲表示,数据撷取结合自动控制,其实就是measure it and fix it此一概念落实的具体表现。不仅在采集光源角度调整和最大功率点追踪,在其他包括电压转换和储存电力等、每一个太阳能电力能源采集的环节,都需要measure it and fix it的方案来辅助,来减少太阳能电力损耗的程度,提升能源采集的功效。