談談太陽能的一些小細節

    最近在跟朋友分享太陽能光電裝設的經驗，發現許多朋友對太陽能光電有一些迷思，不知道他們是在哪邊聽聞這些知識的，下面我要用自己碰到的經驗來說說太陽能光電的小細節。

問題一：太陽能板很貴！詢問過安裝價格至少都要五、六萬。

  安裝太陽能光電系統有很多配套的設備，例如支架、電路、安裝工資等等。如果要申請跟台電併連售電那就要符合更多規範，所以問到的價格很可能包含這些。但是主要的太陽能光電板已經降價很多次了，如果只是自己裝來玩玩，其實買設備的價格不貴，我自己先裝1000W的系統花2萬4搞定，後來再加500W系統花了1萬1。因此若是要找人來裝，當然工資不可免，能夠自己DIY的，倒是值得試試看。

問題二：不知道要買什麼設備？

    最簡單就是太陽能板跟併聯機，即發即用。

    如果住家條件允許裝置很大發電量，可以考慮售電，但這不在DIY範圍內。或者加裝儲電系統，白天所儲的電可以到晚上繼續用，但這也超出我的討論範圍。

問題三：要裝多少發電量？

    我自己規劃的目標是白天能把家裡的用電降到接近零，而不是愈多愈好。

    為了這個目標，我先要知道我家裡白天的用電狀況，最直接的方法就是紀錄電表，我花了二週的時間，每天早上抄一次表、下午抄一次表，並區分平日與假日。最後得到平日白天用電約3度，假日不開空調用電約7度。計算我家的日照時間，換算1000W的系統一天可以發電4度。所以先朝自家用電情形了解起是第一步。

    再來可以買一個幾百元的功率計，量測家中主要電器的平均用電量、最大用電量，例如我家的冰箱（用16年了）運轉時約216W，停機時約2W。洗衣機運轉時約400W，熱泵熱水器運轉約800W，除濕機運轉功率430W。這樣大概能抓出瞬間最大用電量跟太陽能發電的對應情形。例如我家1000W的系統早上8點發電量約160W、10點發電量約600W、12點發電量約900W，到下午3點發電量開始下降至600W、下午4點約300W。

    得到這些數據之後，我運用定時器分配這些主要用電設備的時間，做成下面的圖

    分配用電設備的啟動時間，目的是要讓太陽能的電力得到最佳的運用。如果不喜歡這樣的方式，那就必須考慮建置獨立型的太陽能系統，才能隨心所欲用電。

    綜合起來，1000W的發電量如果足夠應付主要用電，那就裝1000W即可。如果不足，才考慮往上追加。併聯式的系統如果多餘電力無法消耗，是會回流送給台電的。

問題四：併聯機怎麼選？

    如上面的方式評估過自家用電情形後，如果家中的電力使用屬於波動較大的話，建議選用多台小功率並聯機，視情況啟動併聯，會得到比較好的用電效率。

    試想一個狀況：裝了1000W的太陽能板，配一台1200W的併聯機，則中午時分啟動時發電功率就是單一的900W，但是這時候電器只需要用500W，則多餘的400W若不是再增加用電設備、不然就只能看著它回流給台電，徒增電表的度數。

    所以我比較建議兩片（500W）太陽能板串連，配一個600W併聯機，這樣就有兩個發電模組可以機動調配，透過定時器搭配電磁開關可以在用電量大時兩個模組一起發電，用電量少時停掉一個。

    我目前的配置是500W的模組從早開到晚，算是基載電力，較早之前裝的1000W系統作為備載，隨時可啟動或關閉。

    反之，則兩個模組可以交換，完全看自己基本用電是大或小去調整。因此併聯機的選擇我建議以500W為一個單位，需要1000W就弄兩組，需要2000W就弄四組，以滿足不同用電需求時的調度。

問題五：太陽能板有遮蔭！

    有遮蔭的環境會影響太陽能板的發電效率。尤其是光電轉換效率較好的單晶板更顯著。
    我1000W的4片太陽能板因為要搭配1200w 220V的併聯機，一定要4片串連，達到115V以上的電壓，但是這4片太陽能板只要有一片被陰影遮住，那一片的電壓就會降低，導致其他3片也沒辦法把電壓送出去，一定要4片都有日照才能全功率發電。
    因此若您住家環境完全不會有遮蔭的困擾，那就大膽用串連的方式連接發電。若會有遮蔭的情形，就要參考問題四，採用多組併聯發電。例如4片太陽能板採用 (1+1)  (1+1)的方式兩兩串連，然後各自搭配一台併聯機，那上面所說，當一片被遮蔭了，只有這一組無法全力發電，另一組還是可以全力發電的。反過來若是採用（1＋1＋1＋1）4片串連，搭一台併聯機，則只要有一片被遮蔭，整組都無法全力發電。

問題六：你的配線圖？

那那布荷過中秋

今年中秋剛好跟老媽生日同一週，除了佳節聚會之外，也順便要幫老媽慶生。這次露營決定很匆促，大約三週前才想到要一同露營，那時候打電話問泰安地區的營地幾乎都客滿，好不容易問到那那布荷（跟楓李小站同老闆）還有空位，就趕緊訂下來，並且預繳訂金。來到營地發現老闆給我們一整層獨立的營地，而且衛浴就在我們這一層，真是太美好了。

營區後方山坡上的大樹那裡就是楓李小站。

才剛下了部分裝備，大咖跟小咖就開始滑起手機來了。

老么家在下午也到了，小芸最勤快，幫忙搬了很多東西。

大大小小都有事可做

也是有人沒事做

裝備就緒之後，這群堂兄弟、表兄妹難得能全部到齊，通通趕去活動活動！

戶外光線好，剪指甲也不用怕亂飛！

茶道專家泡茶，大夥兒跟著品茶

第二套太陽能系統

    先前安裝了1000W的太陽能光電系統，實際發電量最高時約890W，足以應付熱泵熱水器運轉時800W所需，因此我把熱泵熱水器的運轉時間設定在每天的中午1點至2點。充分運用太陽能光電系統的電。
    但是過了這段時間，這多餘的電力大於冰箱220W所需，況且冰箱不是一直都在運轉的，所以有可能多於電力會送給台電，因此有必要重新規劃太陽能光電的發電配置。
    先前1200W的併聯機，輸入電壓必須是115～165V，所以不能從太陽能板的串並數量來調整，只能選擇開機或關機，因此我的規劃是把這組1000W的系統裝上可定時裝置，在需要大電力時開機併聯發電，不需要的時候關機。另外再添一組500W的小系統作為基載，有陽光就開機，發電量從10W～440W，當作是供應電冰箱白天用電所需。
    這組500W系統要求發電效率最好，所以只能裝在屋子最高的地方～～我家的水塔上方。

    由於我施工到後段才想到要拍照，只好用一些別的照片來說明，下圖是咱社區鄰居家的屋頂圖。
    我把1000W的系統太陽能板裝在下圖紅框中位置，傾斜方向是西南，約上午9:30開始全部有日照，到下午5:00開始被遮蔭。這次新增的500W系統兩片太陽能板則是裝在最上方黃色框線區域。

幾年前花錢把水塔上方加蓋，這次剛好直接把太陽能板固定白鐵架鎖在鐵皮上面。

架梯子準備爬上去

從維修口爬出來，太陽能板已經裝好在這裡了。

MC4接頭準備接線。

更新為琉璃鋼瓦的屋頂與鄰居瓦片屋頂對照。

 隔壁的水塔用採光罩蓋起來。

 順便介紹一下居家周圍的環境，東北方向是中華映管楊梅廠。

東南方向是一座室內網球場。

MC4接頭很快就接好，打上防水SILICON，開始佈線。

線先垂放到4F，再爬梯子依序固定。

將線從戶外穿進室內，不想影響防水跟窗戶的開關，只好在窗框上方鑽孔，這個花去我最多力氣與時間。

進到4F室內就把線接上600W併聯機

兩台併聯機在上午10點左右的發電量，約1000W 

從太陽能板接入併聯機的線是用4mm平方的。

    這組500W的系統就先這樣了，等過一陣子再把它跟1000W的系統重新配置，並且要配上DC斷路器才安全，畢竟希望它可以服役10年以上。

    至於1000W的系統要作為機動調度使用，所以原始構想是用定時器控制電磁開關，作為太陽能板DC輸入並聯機與否的方式。

圖片來源：太星電工

不過在還沒實現這一步之前，知道D-LINK也推出了可聯網的智慧插座

圖片來源：D-LINK網頁

馬上敗一組回來，弄個簡單的配線板把裝置都裝上去。

手機裝上APP，就可以快速設定開關時段並且存成時程檔上傳到智慧插座中，讓它自己依照時間表運作了。

先設定幾個時程表，看要用哪個可以隨時用手機去變更。

時程表的內容，圖像式的，用手指點了之後拉動藍色BAR就可以設定。

    空白的那些時段就是我平常會讓除濕機(耗電量420W)運轉的時段，但是有時候不需要除濕，就把這個時段設定為太陽能不併聯。雖然不是全智能，但是靠這個方法也可以達到一定程度的自動化，花少許金錢可以做到這地步已經可以滿足我的需求了。