核电灾变的阴影透过新闻不断播送,造成全球人心惶惶,许多人也开始思考着什么才是真正安全的绿色能源,而太阳能正是受到关注的发电技术之一。由于太阳每照射地球6小时所产生的能量,足以满足全球一整年的能源需求。对于此庞大且可免费取得的绿色能源,太阳能技术已成为环保运动的象征。只不过,太阳能技术虽已问世三十余年,其产量却不到现今全球能源产量的0.5%。
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梅润平说,此刻正值全球重新思考采用绿色能源之际,正是太阳能发电崛起的最佳时机。 |
恩智浦高性能混合讯号事业部暨标准产品事业部大中华区资深营销协理梅润平指出,将太阳能从新兴能源转变为主流能源将面临多方面的机遇和挑战。尽管来自太阳光照的能量相当可观,但受限于转换设备的价格昂贵以及其转换效率仍有待改进,太阳能成为免费商品的道路依旧漫长。然而,利用半导体技术将更易于管理转换系统的问题。目前太阳能的发展大多数取决于奖励机制、政府政策和「小额贷款」的资本投资模式。但毫无疑问地,太阳能总有一天在价格上会与化石燃料持平。从系统角度看来,大规模规划太阳能装置将改变能源配送的模式,因为这将涉及诸多因素,如电网运作、负载处理及其他现实考虑。也意味着太阳能的推广应用正处于或已接近转折点,而半导体技术的最新发展正具备推动此种转变的潜力。
梅润平说,当今最先进的太阳能发电系统由一组相对简单的组件所构成。当系统如期运行时,其转换效率约为10~15%。一系列大范围的数字及高性能混合讯号(HPMS)半导体技术正创造全新的革命性系统架构。这些新架构在设计上达成优化以调整因环境变化所造成的效率下降,同时并透过监测和校正各个组件的运作特性以达成系统的功率优化。
一般而言,改善太阳电池能源转换的能力往往获得热切关注,主因为典型商用太阳电池的功效仍然仅限于10~20%,且取决于电池技术。然而系统的整体效率更为重要,且往往受到诸多常见因素的影响,如阴影在面板上的不均匀遮蔽,或是树叶、灰尘或鸟粪等外物落于面板上。
太阳电池的转换效率取决于一连串的变量,包括光照强度、电池的温度、启动点以及电池的理论峰值效率。了解上述变量,即可决定整体太阳能面板的最佳启动点。藉由系统设计师最容易控制的变量,传感器、微控制器和其他IC来监测和调节工作电压,并在特定条件下获得高于10~15%的能量增益。这仅仅是信息与通讯技术改善太阳发电效率的范例之一。此外,亦可添加额外功能,如提高安全等级、简化安装以及达成更轻松便捷的维护工作。
梅润平认为,太阳发电产业方兴未艾,而最具成本效益和节能效率的太阳能系统架构仍尚未成型。分布式电源管理系统似乎已为业界所认可。但更重要的问题是,究竟是让能源以直流电压的形式在系统中传输,或是采用微型变流技术使每块面板的输出从直流电转换成交流电,两者孰优?无论系统架构的竞争如何转变,恩智浦都已蓄势待发,准备引领潮流。
在设计优化和提高半导体性能这两种改善光伏发电效率的方法中,恩智浦在这两方面皆已做出重大贡献。如近期推出的MPT612,为一款专门执行最大功率点跟踪(MPPT)功能的低功耗IC,可使太阳能应用的电力提取效率优化。以电池充电为例,当执行MPPT算法时,MPT612从一块太阳能面板提取的能量较传统控制器高出30%以上。
梅润平说,太阳发电仅占目前所有能源的不到1%比重,此刻正值全球重新思考采用绿色能源之际,正好是太阳能发电崛起的最佳时机。尽管核能发电依然将是往后数十年的主要电力来源,但太阳发电却可趁此良机,挑战更高的普及率,让这种安全的绿色能源能导入更多不同的应用领域。