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台灣太陽能產業如何發光發熱?
快跑不等於勝利

【作者: UL】   2011年08月09日 星期二

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各國補助政策縮手,讓高度仰賴政府補貼的太陽能產業陷入衰退風暴,台灣的相關產業自然也跟著受到影響,襲捲的範圍從小尺寸晶圓廠甚至到一線的晶圓與面板廠。有別於歐美的太陽能製造商佈局於技術發展,先前國內廠商多從代工下手,期待於代工過程中累積技術經驗,並培養量產能力。然而,有別於3C產品,太陽能模組在產品結構、市場定位與技術要求均非常不同,尤其太陽光電模組動輒以二十年起算的產品壽命要求與複雜的國際認證,讓眾多代工大廠墜入進退維谷的困境。


太陽能廠重新定位 從代工轉向統包

太陽能市場前景仍可期,台灣廠商應重新思考切入太陽能產業的角色。相較於3C產業龐大的供應鏈系統,太陽光電模組的結構顯得簡單,就算加上後端的變頻器與儲能系統,整體的技術難度也不會比筆記型電腦高出許多,且太陽能電池的良率要求相對於南北橋晶片、數位相機感光晶片與CPU更是容易。對12吋晶圓廠林立的台灣來說,發展5~6吋晶圓為主的太陽能晶片並非難事,再加上挾帶高製程良率的名聲,台灣也因此很快地站上全球出貨量第二的位置。


雖然太陽能電池晶片是整個產業鏈最高獲利的一段,但仍受下游客戶與需求的因素左右。有鑑於此,台灣廠商亦開始思考向上下游垂直整合,甚至有廠商的目標已經轉向建置太陽能電廠,期待透過創造需求,搶食太陽能市場。但太陽能產業不比3C產業,產品講求的是經久耐用而不是華麗炫目,因此如何讓產品具安全與可靠度,成為產業進一步發展的瓶頸。


產品要求耐久可靠 取得認證是關鍵

相較於傳統的集中式大功率發電,太陽能發電的系統難度確實較低,分散式的發電系統在擁有量產與容易安裝的優勢下,也輕易地攻占了傳統的發電市場。在有些歐洲國家甚至達到了將近10%的佔有率,明顯的市場需求讓台灣廠商冀求在這塊大餅中拔得頭籌,太陽能產業也因此可望成為台灣的第三個兆元產業,甚至還有繼續成長的趨勢。


但在這個看似進入門檻低的產業,背後卻藏了不定時炸彈。太陽能產品良率的要求雖然不高,但太陽能產品必須具備兩大先決要素:可靠度與使用年限。這基本兩要素的要求讓沒有經驗的廠商個個忐忑不安。此外,高電壓及必需考慮戶外使用環境的安全,相較於3C產品低電壓的要求,也成為業者面臨跨入太陽能市場的挑戰。再加上複雜的國際認證,往往讓廠商如走入迷宮般,這些都是急欲跨越的門欄。


綜觀歐美現況,當地皆訂有嚴格的安全和可靠性等要求,亦設立對應的標準,並透由第三方測試和認證機構在產業健康發展中扮演推動、監督、制衡的角色,以規範太陽能光電產品的品質與永續發展。因此要進入國際市場,除優秀產品外, 更不能忽略產品進入各主要市場應符合的安全或性能標準。也惟有高度掌握這些資訊,促使產品順利且迅速通過相關的檢測與認證,才能站穩市場地位,掌握競爭優勢。


認識標準

要突破安全標準要求與複雜認證的瓶頸,可藉由第三方認證機構的力量。身為標準發展組織、成立於1894年至今已邁進117年歷史的UL,一直以非官方組織的身分與業界的緊密連結,扮演健全產業的推手。1982年更因為美國國家推進實驗室的需求,共同制定了全世界首部太陽光電模組安全標準:UL 1703,作為美國國家推進實驗室採購與驗收太陽能光電模組的標準。至1997年,因應太陽光電模組的持續發展,UL也公告了全世界第一本關於太陽光電變頻器(Inverter)設備的安全標準草案:UL 1741,隨後也升格成為正式標準;2001年又因業界需要而延伸至其他形式的分散式電力源,2002年開始與IEEE 1547併網功能標準進行調和,其後又不斷因應業界與科技需求而修訂,在2010年公告了UL 1741的第二版。


除此以外,UL也在2010年制定了UL 1973,作為儲能設施用的固定式大型電池組安全標準,另外也於同年制定了UL 2735,為新世代智慧型電表的安全標準,至此所有與太陽能電廠建廠的設備安全標準已經大致完備,從發電端到用電端的重要節點設備都有了適當的安全標準。


太陽光電系統的產品與零組件相關UL標準

UL標準

標準敘述

UL 1703

平面太陽光電模組安規要求

UL 2703

平面太陽光模組安裝架安規要求

UL 3703

追日系統安規要求

UL 4703

太陽光電用電線電纜安規要求

UL 5703

太陽光電用聚合物材料安規要求

UL 6703

太陽光電用連接器安規要求

UL 6703A

多極式太陽光電用連接器安規要求

UL 8703

聚焦太陽光電模組安規要求要求

UL 1741

一般分散式電力系統變頻器設備安規要求

UL 2735

電度表安規要求

UL 1973

固定式儲能設備電池安規要求


透過專業輔導認證 贏在起跑點

標準與認證的制定與執行,是市場對相關產品能否給予認可的前提,若廠商對於產品及系統的安全可靠不加以重視,則可能導致重大的意外。且標準通常是由產業及相關的學協研單位共同發展,以美國為例,是透由ANSI美國國家標準協會為代表的標準協調機構,和以UL為代表的標準起草機構,以及產業各利益相關群體的一致認可。因此,了解並掌握標準精隨,才有助於發展產品。


而面對各國規範皆不相同,認證流程各有所異,廠商可透由借力使力的方式,尋求具公信力又可靠的國際性第三方認證機構的輔導,藉由其對標準的深厚認識,不僅能充實自身對安全驗證的知識,亦能運用於產品開發中,並快速地取得不同國家的上市許可,這都將有助於突破國際市場的認證阻礙。


合縱連橫與認證齊備 前進太陽能新世紀

目前台灣太陽能產業外銷比例高達90%,全球最大太陽能市場依序為歐洲、美國、日本與大陸。面對歐美國家強勢先進的太陽能產業環境來勢洶洶,台灣最大產業優勢也不遑多讓。現行多為機動性高的中小型廠商,能夠有足夠的彈性,亦能適時地透過企業合併結合的力量,搶占商機。因此,台灣太陽能廠商應開始思考「垂直整合」的可能性,同時亦應將配電系統納入考量。


過去,台灣廠商以代工進軍太陽能產業,無法創造需求並找到利基。若轉為垂直整合,拉起上、下游業務,整合太陽能模組、用電與太陽能變頻器三大項目,並藉由第三方認證機構,於產品設計的初步階段提供驗證的完整技術,協助找出產業整合和認證的困難點,進而規劃產品上市行程時間表,都將有利於產品量產、上市、行銷等後端步驟。


垂直整合雖然為產業風險最小的作法,但是廠商的錯誤投資、人才與資本的不足都可能反倒成為垂直整合的絆腳石,故須審慎評估再執行。近期也傳出台灣大廠有意進攻太陽能市場,相信大廠有實力可以提供足夠的資本以及設立獨立的太陽能電廠,但於全盤佈局上的完整性是大廠廠商所需注意的問題,若能從太陽能整體產業鏈觀察著手,更能增加成功機會。


擁有龐大資金與技術的大廠,的確具有切入太陽光電產業的絕佳基礎,然而,對於驗證與標準產業卻缺乏長足的知識與經驗,往往是台灣廠商向前發展的阻力。因此,業者應思考如何結合具有充沛標準知識與認證經驗的測試認證機構,在發展產品的同時,亦考慮安全與國際認證上的要求,集資專業,合縱連橫,將有助於台灣廠商快速迎接光明的太陽能產業!


…作者陳立閔任職於 UL公司,擔任UL University亞太區諮詢事業發展經理…


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