提昇能源採集(Energy Harvesting)功效,是新興綠能產業能否普及化的關鍵之一,太陽能光電也不例外。怎麼讓太陽能面板能夠採集最大的光源,並且提昇太陽能面板的轉換效能,資料擷取+自動控制的方案,則可讓太陽能面板在採集光源時「面面俱到」。
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美商國家儀器(NI)綠能專案工程師林廣哲表示,每一個太陽能電力能源採集的環節,都需要measure it and fix it的方案來輔助,來減少太陽能電力損耗的程度,提昇能源採集的功效。 BigPic:364x500 |
美商國家儀器(NI)綠能專案工程師林廣哲表示,要讓太陽能板面板採集到最大化的光源,提昇能源採集的功效,太陽能的控制追日系統就很重要。一方面追日系統要擷取並具備太陽光源在各種變數條件下的資料,一方面配合自動控制系統,調整追日系統採集光源時的最佳化狀態。
這些都可透過GPS定位,配合各地區的時令,藉由資料擷取軟體建立太陽光源定位角度的資料庫,提供自動控制追日系統調整,採集最大化的太陽光源。當太陽光源被雲霧所遮蔽時,自動控制追日系統便可藉由光感測器,調整找尋最佳的角度,繼續讓太陽面板採集最大化的光源。
目前NI和台灣的核研所以及工研院量測中心正密切合作,NI的方案被應用在太陽能面板在冰雹、溫度、耐久、漏水電等的測試排程,主要是確認資料擷取的內容是否有被完整紀錄儲存而沒有被更動過。這些數據資料會進一步與中央氣象局聯繫,作為太陽能追日系統所需龐大資料庫的基礎,並進一步滿足符合太陽能系統驗證作業的需要。
若要提昇太陽能轉換效能,就需要透過最大功率點追蹤MPPT(Maximum Power Point Tracking)來促成。林廣哲進一步指出,在不同溫濕度和光照的條件下,太陽光會產生不同的IV曲線,電力就是I與V相乘的面積。追蹤出最大功率點,得到I乘以V的最大面積值,代表可取得最大化的電力。透過資料擷取和自動控制的結合,並藉由演算法機制找出曲線的最大功率點,便可找出不同太陽能光源環境下的最佳化電力來源。
此外,不同的太陽能面板材料,在不同特定溫度時的能源採集效能為最佳,因此維持一定的太陽能面板溫度,才能維持最佳化的採集效能,這也需要藉由資料擷取和自動控制設備,來掌握最精確的面板製程。
所以資料擷取和自動控制的方案,也已經應用在太陽能矽精煉量產和驗證安裝過程當中。NI的相關方案已為西班牙最大的太陽能光電電池製造商Siliken Renewable Energy所採用。為了提昇矽精煉過程的效率,Siliken Renewable Energy藉由NI的數位影像擷取模組,在精煉完成的矽粒子從精煉反應器送出時擷取影像。同時結合NI所開發的視覺軟體,為影像進行遠距分析,在矽粒子精煉完成時大量地量測粒子的尺寸。並且透過NI的自動控制系統,Siliken Renewable Energy可量測精煉矽的流量和壓力參數,配合動態訊號擷取模組進一步監控振動幅度,確保系統穩定及反應器順暢運作,讓太陽能矽精煉的製程維持最佳化。
林廣哲表示,資料擷取結合自動控制,其實就是measure it and fix it此一概念落實的具體表現。不僅在採集光源角度調整和最大功率點追蹤,在其他包括電壓轉換和儲存電力等、每一個太陽能電力能源採集的環節,都需要measure it and fix it的方案來輔助,來減少太陽能電力損耗的程度,提昇能源採集的功效。