微型逆變器幫助屋頂型太陽能達標
微型逆變器幫助屋頂型太陽能達標

經濟部能源局預估屋頂型太陽光電將在今年超過3GW,提早5年達成政策目標 [1],目前正在研討,2025年全國太陽光電總容量20GW不變的目標之下,提高屋頂型太陽光電的比例。根據能源局的統計,2018年太陽光電安裝容量達1.055GW,其中屋頂型太陽能是829MW,佔比高達78%,本來呼聲最高的地面型太陽能僅有226MW。

能源局預估2019年台灣太陽光電新增容量約1.5GW,如果我們用80%屋頂型估計,約占1.2GW。過去因為建築法規容積率限制與違章建築的議題,讓能源局保守預估屋頂型太陽能的容量。2018年,經濟部與內政部攜手合作,修正「設置再生能源設施免請領雜項執照標準」,增訂在不影響公共安全及妨礙違章建築處理之前提下,得設置太陽光電發電設備之態樣 [2]。都市的屋頂容易受到建築物的遮蔽,鄉村的屋頂也可能受到旁邊樹木的遮蔽,導致太陽能發電量減少,「微型逆變器」 的發明,正好解決這個問題。

解決發電量問題,微型逆變器能助屋頂型太陽能達標?

當然,事情不可能這麼順利,事實上微型逆變器在全球的市占率目前非常小,是一個很少人注意到的題目。目前市場上的主流產品是串列型逆變器(String Inverter)與集中型逆變器(Central Inverter)。集中型逆變器應用在地面型電站,其他非地面型電站主要使用串列型逆變器。市場調查機構IHS統計美國的太陽光電逆變器,發現串列型逆變器(單相/三相低功率)與集中型逆變器(三相高功率)的成長速度趨緩,成長速度最快的是微型逆變器,預估2019年市場規模達美金1.5億元,市占率約13% [3]。 (註:圖片的數字誤植,1,000M的正確數字應該為US$100M。)

圖一:HIS統計的美國太陽光電逆變器市場趨勢
圖一:IHS統計的美國太陽光電逆變器市場趨勢
圖/ IHS Markit

微型逆變器之所以能夠在美國市場快速成長,主要是因為具備以下的優點:

(1)優化每片模組,避免遮陰損失,發電量最大;
(2)不需DC零組件,安裝簡易輕鬆降低設計施工時間成本;
(3)單片監控,發電狀況一清二楚。

傳統的集中型與串列型逆變器,因為是數個模組串聯,當其中一個模組的電流下降(發電效率下降,可能是模組故障或是遇到遮蔭),則該串所有的面板電流也會跟著下降(因為直流串聯的電流是固定的,圖二左側三個模組的電流I值必須相同)。微型逆變器的原理則是讓每個模組併聯,所以個別的模組電流下降不會影響到旁邊的模組,每個模組上安裝一個微型逆變器,可以讓該模組的發電效率達到最大值。

圖二:傳統(String&Central)逆變器與微型逆變器的優化比較
圖二:傳統(String&Central)逆變器與微型逆變器的優化比較
圖/ 昶昱能源(EnluxSolar)

微型逆變器因為體積小、重量輕,很容易安裝在太陽光電系統的支架上,主要動作是鎖螺絲與接電力線而已,所以獲得廣大的光電安裝業者喜歡,如圖三所示。

圖三:容易安裝的微型逆變器
圖三:容易安裝的微型逆變器
圖/ 昶昱能源(EnluxSolar)

這樣的論述,讀者可能沒什麼感覺,所以我分享一個ABB串列型逆變器的影片,告訴大家安裝串列型逆變器是非常專業的工作,一定要取得專業證照,一般民眾請勿輕易嘗試。我的意思並不是說安裝微型逆變器就可以比較隨便,而是說明對於專業人士來說,安裝微型逆變器的難度,遠遠小於安裝串列型逆變器,更別說是最複雜的集中型逆變器了。

ABB Solar Inverters:PVS-100/120 assembly video

高投資高報酬,微型逆變器市佔連年攀升

微型逆變器單位成本與一般中型三相串列型逆變器相比之下高出不少,約與小型單相串列型逆變器相當,但是發電量可以提高10到20%,直接提升了整體太陽光電的發電收益。同時,微型逆變器的功率比較小,約在300至700W之間,又選用高規格的電子零件,使用壽命約在20到25年。串列型逆變器的壽命約在5到8年。換算下來,微型逆變器的壽命大概是串列型逆變器的2.5到5倍的時間。如果我們把串列型逆變器的價格乘以2.5到5倍,其區間落在NT$7,350至21,000/KW之間,如果再考慮串列型逆變器少發電10到20%,微型逆變器並不是太貴。上面的現象如果用專業一點的論述,就是資本支出(CAPEX)與總體擁有成本(Total Cost of Ownership, TCO)的差別,簡言之,微型逆變器的資本支出比較高,但是總體擁有成本比較低,所以逐漸取得市場占有率。

當然,如果傳統逆變器在架構上取得創新,降低總體擁有成本,依然有競爭力。我們在產業前瞻分析會看到高單價高毛利率的產品市占率反而逐年增加的現象,通常就是因為其TCO比較低的緣故。CAPEX很容易讓我們誤判情勢,盡量少用這個指標。最近鬧得沸沸揚揚的離岸風電,具備高CAPEX的特性,但如果我們去分析其TCO(LCOE/LACE/SCOE)等,就會發現成本是非常低的,所以市占率逐年提高,快速成長。從以上分析可發現,系統容量20KW以下的小型家用屋頂市場,微型逆變器的成本優勢更勝於單相串列型逆變器。在中型的案場中,由於效能的提升,可做到單位裝置容量的效益最大化。

美商Enphase Energy是全世界微型逆變器的領導公司,經過多年的努力,深耕市場,累積競爭優勢,股價在2018年逆勢成長80%,異軍突起。我們可以看到太陽光電股票在2018年整體落後於S&P 500與Russell 2000,這是非常不好的一年。Enphase Energy的股價還要逆勢成長80%,實屬不易。

圖四:2018年太陽光電股價績效
圖四:2018年太陽光電股價績效
圖/ NREL [4]

微型逆變器的領導公司Enphase功率最大的逆變器是460W(IQ7X, 96 cell),昶昱能源公司看到市場上對於降低CAPEX的期待,推出了EL-650微型逆變器,可連接兩片光電面板,獨立優化監控。這兩家公司各自代表不同的競爭策略,Enphase採用系統單晶片(SOC)的策略,一機對一板;昶昱能源則採用一機對多板的策略。究竟哪一個策略比較容易獲得市場的認同,值得我們觀察與期待。

我們看到微型逆變器取代單相串列型逆變器的趨勢(20KW以下的系統),如果參考美國市場規模,兩者相加每年約有新台幣150億元的市場。能源局改變政策,提高屋頂型太陽光電的容量目標,我們預期台灣的市場規模也會跟著成長。 微型逆變器因為增加發電量、容易安裝、容易監控、長壽命、低總體擁有成本,逐漸取得市場占有率。Enphase在2018年股價逆勢成長80%,實屬不易。有趣的是台灣公司昶昱能源科技用一機對二板的策略開發EL-650,要和Enphase的IQ7X SOC策略競爭,未來的市場變化,值得我們觀察與期待。

參考資料:
[1] Daisy Chuang, “屋頂型太陽能發展超乎預期,能源局擬調高配比,” Technews, 10 01 2019. [線上]. Available: https://technews.tw/2019/01/10/last-year-installed-2-4gw-roofsolar/. [存取日期: 22 02 2019].

[2] 內政部, “合法建物屋頂存有違章建築設置太陽光電申設說明,” 內政部, 2018.

[3] IHS Inc., “PV Inverter Market Tracker-Q4 2018,” IHS, Inc., 2019.

[4] David Feldman, Anna Ebers 且 Robert Margolis, “Q3/Q42018 Solar Industry Update(NREL/PR-6A20-73234),” NREL, 2019.

[5] CHRISTIAN ROSELUND, “US will see more than 8 GW of solar come online this year,” PV MAGAZINE, 14 01 2019. [線上]. Available: https://www.pv-magazine.com/2019/01/14/us-will-see-more-than-8-gw-of-solar-come-online-this-year/. [存取日期: 23 02 2019].

[6] ABB, “ABB Solar Inverters: PVS-100/120 assembly video,” ABB, 04 07 2018. [線上]. Available: https://www.youtube.com/watch?v=RS6we3OPb5M. [存取日期: 23 02 2019].

[7] 昶昱能源, “昶昱能源新機種,即將發布!,” 昶昱能源, 29 01 2019. [線上]. Available: https://www.enluxsolar.com/HotNews/Article?hotId=6ee65f9a-bd86-4a5f-a3a2-00f9833651c9. [存取日期: 23 02 2019].

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數位時代 X 國泰金控 從百套系統上雲到 Cloud First:國泰如何把雲端變成AI成長引擎?
數位時代 X 國泰金控 從百套系統上雲到 Cloud First:國泰如何把雲端變成AI成長引擎?

2019年金融監理機關正式將雲端納入委外規範後,揭示金融業上雲時代來臨,國泰金控數數發中心成立雲端策略發展部,負責擬定集團上雲策略,並於2020年正式啟動7年集團雲端轉型計畫;在多數金融機構仍停留在單點遷移或IT現代化的現下,國泰金融集團在 2025 年即完成 100 套系統上雲,更將雲端轉型階段從 Cloud Ready、Cloud Adoption 推向 Cloud First,成為數據與人工智慧應用的關鍵引擎。

國泰金控資訊長|吳建興 James Wu
圖/ 數位時代

「百套系統上雲不僅僅是數字,更是讓國泰從『 IT 進化業務』邁向『 IT 驅動成長』的關鍵轉折。」國泰金控雲端策略發展部協理顏勝豪表示,上雲帶來的效益十分顯著,包括提升資源可用性與營運敏捷度、減輕 IT 維運負擔;同時,雲端業者多具備零碳排或綠能機房機制,亦有助於企業朝向 ESG 永續營運邁進。「金融上雲不是單純的現代化基礎設施或者是升級技術,而是為了換取速度與可靠度,讓集團可以加速創新腳步、彈性調配資源,以及培育所需人才與技能,為未來做最佳準備。」
為讓集團員工、金融同業以及有志上雲的夥伴可以進一步探討雲端轉型的各種可能,國泰金控舉辦雲端轉型成果發表會,會中除有集團子公司分享最新成果,三大公有雲平台業者也從不同技術視角共同探討在合規、資安與 AI 應用的可能。

七年、三階段,國泰金融集團將雲端內化為營運流程與創新引擎

國泰金控科技長|姚旭杰 Marcus Ya
圖/ 數位時代

為什麼國泰可以領先市場完成雲端轉型、數據與 AI 賦能業務?

顏勝豪認為,雲端轉型的起點不是直接遷移系統,而是從四個面向打底:應用系統盤點評估、雲端架構設計、雲端遷移藍圖規劃,以及組織治理框架建立,而這也是 Cloud Ready 階段最重要的事情。
「不同子公司有不同商業模式與節奏,若沒有共同語言與平台底座,上雲很容易各自為政。」顏勝豪表示,為讓所有員工可以齊步前行,國泰以雲端遷移方法論 Cathay 6R(註1)作為共同語言、用平台作為共同底座,讓轉型不只是技術選擇,而是集團行動。
完成單一系統的雲端遷移後,便進入 Cloud Adoption 階段。在這個階段中,要透過大規模遷移建立更成熟的上雲標準作業流程(SOP),透過 FinOps 機制控管與優化雲端營運成本,以及透過自動化與治理模型確認多雲環境與安全與維運穩定性,目標是將雲端內化為組織日常運營的一部分,進而邁向 Cloud First 階段:在合規前提下,新專案與系統升級預設在雲端環境開發,並善用雲原生優勢加速新產品功能開發速度。
「集團雲端策略只有一個核心原則:讓雲成為 AI 時代的成長引擎,而不是單純的基礎設施。」關於國泰的未來雲端布局,顏勝豪如是總結。

國泰金控 雲端策略發展部 協理|顏勝豪 Otto Yen
圖/ 數位時代

以雲端為 AI 資源引擎、發揮數據燃料價值,實現 AI 賦能業務應用

國泰不僅在2025年完成集團百套系統上雲,也啟動數據上雲計畫並為 GenAI 奠定基礎建設。
例如國泰金控實現數據上雲,打造資料湖倉與 GAIA 生態系統架構為 AI 賦能業務做準備:成立國泰風險聯防中心(CRC)攜手集團洗防人員強化風險控管與金融犯罪因應能力;釋出國泰員工 AI 助手–Agia–Beta
版,提供差勤、福利與權益、技術支援、職務職能與集團其他資訊等五大類別管理辦法等查詢服務;此外,亦推出集團數據共享平台、集團法規知識庫、 AI 評測中心等服務,更好發揮 Cloud First 與 AI 賦能業務應用的價值。
雲端是 AI 時代的關鍵底座、數據則是 AI 的燃料。顏勝豪指出,發展AI需要龐大的 GPU 算力,若自建 GPU 機房,不僅硬體設備昂貴、折舊速度快,光是散熱系統一年就高達兩、三千萬元的成本,若採取雲端資源,可以隨啟隨用,同時,大幅降低試錯成本。「當雲端打好基礎、AI成為能力模組,銀行、人壽、產險與證券的創新不再是單點突破,而是放大集團級綜效。」

國泰以 Cloud First + AI 持續領先市場、形塑未來樣貌

「雲端可以優化算力成本,資料則決定 AI 應用上限。」顏勝豪解釋,在 AI 新世代,AI 模型定調能力「下限」,集團子公司掌握的「獨特資料」則決定應用的「上限」,考量雲端有許多好用 AI 服務,唯有資料上雲才能發揮數據價值、用 AI 賦能集團各子公司業務。
例如國泰世華銀行將採取多公有雲策略,打造雲端智慧生態圈,並以現代化雲原生技術拓展應用場景;同時,運用 AI 與資料分析優化客戶服務體驗,並藉由跨雲整合機制支援多元業務模式,以充分發揮上雲效益。至於國泰產險,不僅在兩年半內完成13套核心系統上雲、優化營運流程,如以 Serverless 架構打造百萬級效果、萬元成本的短網址系統等,讓雲端成為產險驅動長期成長的核心引擎與標準配備。

國泰人壽則是透過雲端與 AI 滿足不同客戶需求,如以 AI Search 精準呈現關鍵字搜尋結果,讓客戶可以精準且快速的查找所需資料、大幅優化官網體驗與滿意度。至於國泰證券則是於2026年初推出「庫存管家」服務,以客戶持股為核心,應用 AI 技術打造個人化推播服務,協助投資人更有效率地掌握庫存狀況,提供更即時、系統化的投資管理體驗。
總的來說,國泰金控在集團的雲端轉型不僅是技術升級,更是思維革新,從百套系統上雲進展到 Cloud First 階段,可以預期在雲地基礎下,國泰將進一步引領 AI 時代變革,持續提升營運韌性與放大創新價值。

註1:Cathay 6R 國泰設計 Cathay 6R 雲端遷移方法論,將系統遷移方式依據上雲模式、系統開發成本分為 Rehost 、Replatform、Refactor、Rewrite、Replace 和 Retain 共6種遷移架構,並能對應到 IaaS、PaaS、SaaS 三種不同上雲模式。

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