社區發展太陽能發電系統之成本效益評估

施華

《工業安全衛生》 247期 (2010/01) Pp. 42-60

https://doi.org/10.6311/ISHM.201001_(247).0005

摘要

台灣位於低緯度地區，日照時間長，而太陽能具有無污染、取之不畫、能自由利用等特性，目前產業技術進步，太陽能電池成本以每年有5%降幅，極具競爭力。
以2008年台電供電為例，仍以火力發電與核能發電為大宗，分別為74.3%、13.3%。然而考量二者不僅於建設成本、設備維護與環境保護等有其限制，而安全性更令人擔憂，太陽能發電系統相對上單純，更具有安全優勢，相當適合替代傳統電力。
本研究蒐集中央氣象局2004~2008年期間全天空日射量與溫度等氣候資料，並據以探討台北、台中、高雄、台東、花蓮五個地區，已建置太陽能發電系統的住宅或機構，計算系統的模擬發電量、成本效益及回收時程等數據。
依據氣候資料統計結果，2008年之平均全天空日射量，台東地區高達4.26KW/平方公尺-day，平均1KW日發電量為3.06KWH；台中市、高雄市全年度日射量幾乎達到3kW/平方公尺-day的水準，平均1KW日發電量為2.88~2.92KWH，顯示此三地區全年均具發電潛能。台北年平均日射量較弱，1KW日平均發電量為2.21KWH；但是夏季日射量可達4kW/平方公尺-day，花蓮、台東更達到5~6KW/平方公尺-day，1KW日發電量可增至3.28~4.39KWH的水準，說明台北、花蓮夏季相對發電潛力強，有利舒緩季節性尖峰用電。在1KWH之發電成本計算結果，以台東最低為11.14元，台北最高達15.42元。換算設置成本回收時程，扣除政府補助，台東須43年，台北市則須59.54年方可回收。
比較2004~2008年期間各地區系統的模擬發電暈、成本效益及回收時程等結果均與2008年相似，台東地區之平均全天空日射量達4.27KW/平方公尺-day，1KW平均日發電量略增為3.07KWH；其他地區則微幅減少，四個地區1KW平鈞日發電量介於2.12~2.84KWH間。計算1KWH發電成本，以台東最低為11.14元，台北最高達15.82元。回收時程台東為43年，台北市為61年。
將本研究統計2008年、2004~2008年平均氣候資料，參照文獻1997~2006年平均氣象年提出之全天空日射量與溫度數據，三者呈現一致性變化，但是日射量、溫度有升高趨勢。最近五年各地氣溫增加1.01~1.03倍；在日射量變化方面，台東增加1.04倍、台北、高雄、花蓮增加1.14~1.18倍，台中則增加71.26倍之多，各地區1KW平鈞日發電量也與日射量同步增加。除了台東地區有最高之發電量外，台中市的系統發電量提升最多，是本實駿較值得提出的分析結果。

關鍵字

全天空日射量 ； 太陽能發電系統模擬發電量 ； 發電成本 ； 成本效益