遇見科學

隨著時序逐漸進入夏天，許多人都感受到艷陽高照下的滾滾熱浪，連帶也讓全國用電量持續升高，為了節能減碳，不少縣市政府近年都積極推廣綠色能源計畫，像台南市政府為推動低碳永續城市，就鼓勵民眾在自家屋頂裝設太陽能板，借助南部充足陽光發電，希望透過循序漸進方式打造太陽光電城。

除政府部門積極推廣綠能外，不少大學校院也將專業挹注在再生能源研發上，像是成大就與台達電子攜手成立研發中心，由雙方各拿出經費補助成大學者進行創新研究。其中，由成功大學系統系教授趙儒民與電機系教授楊竹星、及台達電子許堯峰，共同進行的「太陽能電力智慧監控管理與分散式太陽能發電系統」就是該中心補助的亮點計畫之一，研究成果不但有助於提升綠能發電效率、未來也可望運用在普羅大眾日常生活中。

太陽能雖然是取之不盡、用之不竭的自然資源，但民眾在安裝時，卻往往誤以為只要有了太陽能板，就能自給自足、永續發電，而忽略了附近建物所造成的陰影也會導致太陽能發電效率降低問題，尤其在高樓林立、建築密度高的大城市，情況更為明顯。另外，像是太陽能板上的灰塵或鳥屎亦同樣會影響發電效率，因此須定期清潔。

為改善陰影遮蔽問題，趙儒民表示，研究團隊開發出「分散式太陽能發電系統」，不但將常見的集中式太陽能板改成更為美觀的流線外型，更在每片太陽能板上配備了功率優化器，一旦發現發電量異常，就能立刻追蹤出是哪片太陽能板毀損、以便修理或更換，比起過去好幾片太陽能板只裝置一個功率優化器的傳統模式更易找出問題在哪裡。

此外，透過這套系統還能強化發電效率，實驗發現即使在光線受到遮蔽的情況下，分散式太陽能發電系統亦比傳統太陽能發電多出20%以上的發電量。團隊並畫出在成大校園停車場上方打造分散式太陽能發電系統的模擬圖，藉此讓大家更了解分散式發電系統的特色與優點。

趙儒民說，由於太陽能產生的電力是屬於「直流電」，而一般家庭用電則是「交流電」，考量居家在進行能源系統切換時會導致電力損失，因此團隊也特別設計出一套可以讓交流電與直流電共存的能源系統，減少相互切換時的電力損失。

不只如此，藉由智慧監控與管理系統，還能將太陽能發電量、電池資訊、家用電器耗能等訊息透過網路連結至手機、居家電腦或平板電腦上，讓民眾「一目了然」，使家庭用電管理更加人性化，日後當電費突然增加時，就能透過系統得知究竟是哪些電器用電量過高，以便「對症下藥」、節省用電。