太陽能發電朝多元發展 降低碳排放功不可沒

高雄市國家體育場在屋頂設置8,800片太陽能光電板，每年發電量可達114萬度，約可以減少二氧化碳660萬噸的排放量。圖片來源：工研院

儘管核能發電仍然是目前全球不可缺少的發電模式，但因後續衍生的營運風險難以預料，如日本福島核電廠輻射外洩事件依然歷歷在目，加上核廢料半衰期時間過長，至今仍無法找到最終解決方式下，各國均積極尋求可降低自然能源消耗的發電方法。

在眾多發電方案中，又以太陽能源發電最被廣泛使用，在全球推動太陽能發電過程中，也催生許多值得學習的創新使用案例，如台灣高雄國家體育場。

成功舉辦2009年世界運動會的高雄市國家體育場，在設計之初即考量到利用南部地區日照時間長的特性，決定揚棄傳統建築鋼板或水泥板的材質，改以玻璃壓縮的太陽能板，在屋頂設置8,800片太陽能光電板，每年發電量可達114萬度，約可以減少二氧化碳660萬噸的排放量，效益等同於種植33公頃的樹木，所產生的電力除可供場館電力、冷氣使用外，並於非賽事期間，可將多餘電力回售給台灣電力公司。

在屋頂設置的太陽能光電板，除可提供觀眾席民眾遮陰、避雨的功能外，設計團隊為增加耐用性及考慮維護清潔，每2片光電板先以強化膠合玻璃封裝後，再運用鋁框架組裝成一個單元，以達到防水耐久好維護的需求。

不僅如此，每個單元串聯後再分別與270個電力轉換器連接，形成完整的太陽能發電系統，並符合綠建築「日常節能」與「二氧化碳減量」二大指標，堪為台灣公共工程建設進行節能減碳設計之典範。

至於剛落成的新北市板橋果菜市場，則是將太陽能面板放在頂樓停車場上，儘管整體發電量並不大，但卻能為車輛提供遮陽效果，同時降低建築物頂樓的溫度，舒緩空調主機的運作負擔，亦足以為其他建築物參考。

水庫土地再利用  全球瘋水上太陽能發電站

如同其他發電方式，當一座太陽能發電廠規模愈大，不僅基礎線路設施的平均成本更低，後續維護成本也得以降低。只是隨著全球都市化程度日深，加上在保護天然環境的趨勢下，除在工廠、倉庫等屋頂建置小型發電站之外，包含台灣、日本、南韓、美國、英國等國家，均紛紛投入水上太陽能發電站的建置。

水上太陽能發電站是利用水上乘載基台，將太陽能發電元件件漂浮在水面進行發電，最大優點在於發電元件離水面近，可對發電機組提供一定的冷卻效果。

尤其在發電高峰的夏季，亦有助於抑制發電基礎的表面溫度，確保組件能夠維持穩定運作，比起陸上發電能夠獲得更穩定且高的發電量。此外，對於水庫而言，當太陽能電池板覆蓋在水面上時，還能減少水面蒸發量、防止藻類大量繁殖，有助於維護水庫的水質。

若就發電規模來看，目前日本千葉·山倉太陽能發電站是最大的水上發電站，於2017年4月正式啟用。山倉水庫為日本千葉縣的工業水庫，該水上太陽能發電站約安裝51,000塊太陽能面板，佔水面面積約18萬平方公尺，年發電量預計達1,617萬kWh，相當於日本4,970戶家庭1年的用電量。

不僅日本，由台灣經濟部水利署南區水資源局推動的阿公店水庫浮力式太陽能發電系統計畫，亦已於2017年2月正式開工。該計畫同樣 在不影響水庫原有功能下，利用水庫部分水域面積架設水上太陽能發電站，第1期裝置容量為2.3MW，預定於2017年底完工；第2期裝置容量為5MW，預定於2018年底前完工。若此專案建置順利，未來將推廣到其他水庫之中，粗估總裝置容量可達1.8GW。

太陽能機場現身印度  每日發電量超過6萬度

經濟快速發展的印度，是全球人口紅利潛力最大的國家，但是也面臨基礎發電能力不足，嚴重影響到工業發展與民眾生活的窘境。因此，該國在投資太陽能發電上不遺餘力，期望同步解決空氣污染與電力不足的問題，如於印度南部喀拉拉邦科欽國際機場(Cochin International Airport)，即是全球首座以太陽能供電為主的國際機場。

回顧2013年3月，科欽國際機場有限公司(Cochin International Airport Limited)首度在機場安裝100kW太陽能屋頂型電廠，受惠於太陽能發電技術已經相當成熟，該專案不僅如期完成，發電效益也相當令人滿意，也讓該公司於飛機維修機庫地面再度安裝1MW的太陽能發電站，開啟該機場打造12MW太陽能發電廠的契機。

該公司在機場旁建置佔地面積達18.2萬平方公尺的太陽能電廠，該電廠由46,150片太陽能板組成，總發電量達到12MW，預計在未來25年內可減少約30萬噸的碳排放量，相當於種植300萬棵樹木或是不開車達12億公里才能達到的成就。根據該機場提供資料顯示，現今3座太陽能發電廠總發電，不僅足以應付機場每天約5~6萬度的用電量，更有多餘電量可回授給電廠，為機場創造更大利潤。

科欽國際機場總經理V.J.Kurian IAS說，當時是鑑於電力費用不斷高漲，而興起建置太陽能發電站的念頭。而隨著太陽能發電站陸續上線營運，該系統不僅順利滿足機場營運所需，甚至還能回饋給整個國家使用，整體表現相當令我們滿意。