能源新焦點

陽光照,電閃耀

撰文/台灣電力公司、科學人企劃製作
2020/07/02

能源新焦點

陽光照,電閃耀

撰文/台灣電力公司、科學人企劃製作
2020/07/02


人類運用太陽能有幾千年歷史,如晒乾衣物和食物等,近代科技更發達後,出現許多運用太陽能的方法,像用陽光發電或幫水加熱等,具容易取得、不用燃料、沒有噪音和汙染等優點,是便利的再生能源。


將光能轉為電能


要將光能轉換為電能,必須靠一種叫「太陽能電池」的裝置,主要材料是用能導電但電阻比一般導體(如金屬)高的半導體,例如矽。如果在矽裡加入其他成分,可改變矽半導體的導電特性,例如添加硼的稱為「P型半導體」,添加磷的稱為「N型半導體」,將這兩種半導體接在一起能組合成正極和負極。當陽光照到電池上,光的能量會使半導體中的正、負電分離,帶動負電電子朝N型半導體移動,正電電洞朝P型半導體移動,如果接上電線就能產生電流使用電力了!不過,太陽能電池產生的是直流電,需透過電力調節器轉換為交流電,才符合實際運用。



太陽能板排排站


如果把許多太陽能電池組合起來稱為太陽能板,許多太陽能板可組合成陣列,一般設置在空曠、陽光充足的地方,規模和數量可大可小,相當有彈性!有些國家是在沙漠設置大面積光電場,有些地方常見在家戶屋頂上裝設太陽能板等,且白天光照充足時可將產生的電力用蓄電池儲存起來,等晚上或陰天使用。


由於太陽能電池尺寸可大可小,因此還可應用在許多用品,像手錶、計算機、手電筒、行動電源、路燈、冷氣機或太陽能車,甚至是太空的人造衛星、太空船或太空站等。


太陽能運用最大化


臺灣位在亞熱帶,光照充足,尤其南部日照量最豐富,目前台電在各地設有許多太陽光電場,例如彰化縣西岸彰濱工業區的「彰濱太陽光電場」在2018年10月啟用,是目前全臺最大的地面型太陽能場,採雙玻雙面型太陽能板,正面能吸收陽光,背面模組也能吸收地面反射光和漫射光,比一般單面型太陽能板增加8%的電能產量,「彰濱太陽光電場」每年可發約1.4億度電,提供4萬家庭一年用電量。


政府也計畫推動在公有建築物或工廠屋頂等處設置太陽能板,或在嚴重地層下陷區域、封存掩埋場或已受汙染土地等設置地面型太陽能板,不但可產生電力,也讓閒置土地做有效運用。臺灣西南部的日照時間長且擁有廣大露天魚塭,目前也正測試將太陽光電與養殖水產結合的「漁電共生」模式。


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