2002/08/05
經濟部能源局
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■整輯：謝惠子 ■圖片提供：強而青科技開發公司
億萬年來，太陽總是兀自燃燒，靜默地散發光與熱。太陽能既不取用地球萬物，亦不製造污染危害，僅只是自然存生，豐沛滋養著大地。
太陽能具豐富、清潔、安全且不受任何壟斷之優點，是非常適用的再生能源之一。那麼在常見的、利用轉換太陽能提供熱能的各式設備中，又是如何產生可用電源的呢？
六色「光」彩 各擁韜略
據研究資料顯示，有關太陽能的轉換技術及其所產生之環境問題與限制，簡述如下：
一、熱力電廠（Solar Receiver Systems）
熱力電廠即太陽能熱力發電廠，利用電腦控制日光反射器，追蹤太陽走向的技術，可大幅提昇發電效率，減少所需的佔地面積。其環境問題為：飛行動物若誤闖日光反射器將有致命危險、反射器誤設可能會引起火災，而其高聚集亮光可能會影響空中與陸上的交通安全。
二、太陽熱池（Solar Ponds）
太陽熱池用以接收太陽熱力，將之貯存於近100℃的自然或人為池裡，利用分層的鹽分層阻礙熱的對流，將來自太陽的輻射熱捕捉在池的底層，做為發電能源。環境問題為：動物若是誤闖入池內，將有致命危險；要避免太陽熱池的鹽分污染地下水和土壤；為避免池出現藻類，池內需加入毒性物質。
三、太陽能熱水器（Direct Conversion of Solar Energy）
利用太陽能熱接收器將水直接加熱以供使用之裝置，於1920年代即流行於美國西南部地區。環境問題為：大量使用材料，消耗物質資源，但對於環境較無重大影響。
四、光發電系統（Photovoltaics Systems）
亦即太陽能光電池發電廠，係利用固定式光電池接受器以產生電能，非常適合提供家庭、工業及各種活動使用的電源。其環境問題及限制為：光電池發電須有其他電源輔助；生產光電池的過程須使用有毒化合物；影響局部氣候，具降溫之影響，若大規模應用對全球氣候可能產生影響。
五、氫氣（Hydrogen）
利用太陽能發電技術，裂解水產生「氫氣」，可做為替代汽油的能源，亦為太陽能發電的能量貯存方法。其環境問題為耗用淡水及產製過程中會產生氮氧化物與過氧化物的污染。
六、海洋溫差（Ocean Thermal Gradient）
海洋溫差發電廠藉由受太陽加熱的洋流來發電，還可形成「湧昇流」使海洋底層的營養向上輸送。其問題為：目前尚未知道海洋溫差發電廠對氣候有何影響，以及海洋溫差發電廠同時蘊藏很高的開發風險和利益。
流「金」向陽 鏗然有利
再者，就太陽能在生活上的應用，大致可分為熱能與光發電兩大類。熱能的應用就是所謂太陽能熱水器，簡單的說就是將自來水經由設備轉換為熱水，其技術關鍵在設備的設計是否能提高熱水的產量，也就是說不斷的改善集熱設備的功效，及儲存保溫的方式。
此外，太陽能熱水器可分為舊型的平板式熱水器，及新型的真空管熱水器。一般而言，平板式熱水器使用年限較長，但在台灣北部冬天的效果較差；而真空管式在冬天仍然可發揮熱水的功效，但真空管有老化的問題，也就是使用年限較短，投資成本較高。
利用太陽光發電，也就是應用太陽能電池，為目前全世界都很重視的一種新能源。太陽能電池的光轉換為電，最早是用在太空中的人造衛星上，由於國際大型廠家的不斷投入研發，太陽能電池的應用已經逐漸進入一般家庭。
太陽能光發電系統的應用，其基本組織包括太陽能板陣列、支撐架、戶外匯流箱、室內配電箱、控制器、變流器、蓄電池及負載開關等部份。 ＊太陽能板陣列：由許多片太陽能板所組成，依地形可分為好幾個陣列。
＊支撐架：用來支撐太陽能板，由於台灣屬海島型氣候，一般以不銹鋼為材質，其底座應採用更粗材徑以抗颱風。
＊戶外匯流箱：在陣列下方分別設置匯流箱，用來並聯各個太陽能板及安置避雷器。
＊室內配電箱：將各匯流箱的導線輸入，以串、並聯的方式配成所需要的電壓及電流，並接上開關以連接控制器，或接上其他電器材料，如監看用電表等。
＊控制器：用在太陽能充放電保護上，有時也可裝在配電箱內（要考慮散熱）。
＊變流器：將直流轉為交流，有分方波與正弦波，也有附市電並聯功能。
＊蓄電池：有液態及膠體電池，及閥調式與深循環式等種類（使用年限越長的越環保）。
＊負載開關：將變流器的輸出，接上幾個無熔絲開關以保護負載電器。
波光媚影 滔滔不絕
如今太陽能的利用已與日常生活緊密接軌，政府也明訂太陽能光發電系統推廣獎勵補助辦法，冀望藉由政令宣導來達到推展效果。隨著研發技術日趨成熟，各式太陽能的運用發展亦齊頭並進，如若朝來艷陽，一路向前！（感謝查丁壬先生提供參考資料）