Global Solar Atlas
首圖來源:Global Solar Atlas

台灣能源議題因為即將到來的 1218 公投而吵得沸沸揚揚,鴻海集團創辦人郭台銘也喊出產業不能依賴再生能源,不過再生能源的不穩定性,其實可以靠著科技協助解決。例如我國氣象局就在西部各地建置了「全天空照相儀」(又名「魚眼照相機」),可讓太陽能業者對 15 分鐘至一個小時內的太陽輻射量精準預測,可望年省 11 億元新台幣。

靠技術讓再生能源「更穩定」,太陽輻射照相機來幫忙

中央氣象局氣象科技研究中心研究員鄧仁星指出,今年 5 月疫情進入三級警戒,全台用電量大增,造成兩度全台大跳電,但學者指出並非台灣「缺電」,而是電網出問題,像是因為水情不佳,導致水力發電無法到位,或者出現用電預測與實際發電產生落差而導致跳電,因此在台灣的再生能源發電比例逐步增加時,讓再生能源更加「穩定」變得越來越重要。

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而太陽能發電上,如何掌握雲量、雲的動向並且預測太陽輻射量,增進發電效率、掌握電力調度,就成為了重中之重。鄧仁星表示,根據「氣象資訊之智慧應用計畫」將在 2024 年前在全台建置 10 座可見光式「全天空照相儀」,目前已在桃園、嘉義、田中、台南、恆春等地進行架設。

雲是主要障礙!全台 10 座全天空照相儀,每分鐘回傳雲的即時動態

雲量的變化直接影響到太陽輻射強度,雲量甚至可以在晴天減少 90% 的太陽輻射強度,而過去「雲層活動」一直是太陽能發電的主要阻礙。

像這樣的全天空照相儀,可以涵蓋全天空方圓 15 公里的天空,每分鐘拍攝一張照片,接著將這些雲的即時資料回傳至氣象局,以了解雲的變化、走向,再搭配人造衛星觀測、全天輻射儀等,從外太空、地面視角進行觀測,得出目前實際接收的太陽輻射量,以便將此資訊提供給台電、綠能業者。

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提升太陽輻射預報準確率,業者可年省 11 億

這種全天空照相儀,可以解決目前「太陽常數」——也就是太陽於全台各地的照射量、角度等——僅有八成準確率的問題,這是由於另外兩成主要取決於雲的動向以及空氣汙染、沙塵暴等因素,因此掌握了雲量以及雲動向,可再次提升太陽常數資訊的準確性,鄧仁星指出,希望能在 4 年後將準確率提升至 93% 至 95%,而根據中華經濟研究院估算,若太陽輻射預報準確率達 93% 以上,可節省太陽能發電成本的潛力達到 11.2 億元新台幣。

鄧仁星指出,未來還會進一步設置紅外線式全天空照相儀,在晚間也能將雲的高度等資訊彙整給企業及團體。

根據經濟部能源局統計,去(2020)年台灣再生能源比例中,太陽能佔最多,達到 39.8%,其次為風力(15.9%),若能靠著監測太陽輻射提高預報準確率,對於台灣綠能發展來說,將是關鍵一步。

參考資料:自由時報經濟部能源局Global Solar AtlasPoondru Prithvinath Reddy