電網補遺----Richard Liu

上週"綠能？輸電系統吃不消"之延伸閱讀為Richard Liu 之"由電網討論反核及再生能源",刊出後有讀者寄來在Richard Liu 在他處發表之留言，極為精闢，僅刊登於本部落格供大家參考。

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

事情不是像你想的那麼簡單。

太陽能面板發出來的電是高壓直流電，你不能直接把它接到你的冰箱冷氣電腦，必須要經過一個逆變器轉成交流，然後併入市電。逆變器必須配合市電的相位與電壓以免電力逆流，除此之外還有一個更重要的工作：當外部無供電時，逆變器必須截斷太陽能系統的供電。沒錯，這和一般人所想的相反，市電停電時，你家的太陽能系統也必須停止，以免造成所謂「電力孤島」現象。

為何要這樣做？這要從電力系統的源頭說起。拉到你家的 110V 市電源頭是一台 11KV 轉 110V 變壓器，一台變壓器的輸出會分接到好幾戶，亦即你和你鄰居的市電，在電表之前是連在一起的。了解這一點之後的就很簡單：如果今天市電停電，然後只有你家有電，你家的電就會逆向從你家的電表流出去，然後你鄰居的電變成也從你家來供應。肥水不落外人田還算小事，重點是這樣會造成一個局部區域的電力部平衡。一旦市電恢復供電，市電不可能專門為你家的太陽能系統來調整相位，直接通電上去的結果，就是設備損壞。

換句話說，如果在每戶人家屋頂上裝設太陽能面板，包括逆變器在內的設備是不可少的，都必須算入架設與維護成本的一部分。如果你不考慮太陽能系統的維修，只計算發電量，以嘉義等全台日照量最充足的地方，大約是 8 年回本。問題是太陽能面板的「壽命」不是說用一段時間啪躂一聲壞掉不能用，而是發電效率會遞減；國外現在的標準雖然號稱是 20 年衰減 20%，但是台灣地區酸雨煙塵，任何國外設備過來架設壽命先除以三（個人經驗）。然後逆變器等設備的一般壽命，大約也只有 5 年。通通算下來，架設一套太陽能系統到底能不能回本，這是個大哉問。

不只是太陽能，其他再生能源基本上都是一樣的問題。分散式的再生能源是一個很好的理想，但是除非再生能源能夠持久提供穩定電力，不然必然需要將再生能源併入現行電網。而再生能源的發電密度太低，每單位面積的發電量太少，只能併接入電網末端。再加上前述防止電力孤島的必要設備，以及能即時反應各地區發電量與需量，以便電力系統調節其他發電廠的量測設備與通訊設備，這些東西通通合在一起，就稱為「微電網」，這是發展再生能源所不可少的必要基礎建設。實際上，以微電網設備的數量、安裝與維護人力，粗估下來足夠蓋好幾座核四了。

電力系統就是這麼麻煩的東西，一般非本業的人就算再聰明也想不到，牆壁上 110V 的電力背後牽涉的建設居然這麼複雜。

順便一提，本站也有一篇文章在講智慧電網，強烈建議任何立志於推廣鼓吹再生能源的有志之士，都應該先去讀一讀那一篇。

Richard Liu