想增加再生能源發電量,除了蓋更多電廠,還有其他方法嗎?答案或許就藏在台灣既有的太陽能電廠裡。
隨著全球淨零轉型加速,綠電需求持續成長。台灣也積極發展太陽光電。根據經濟部公布的「114年度全國電力資源供需報告」,太陽光電裝置容量預計 2030年增加至 31.2GW,是目前容量 15.47GW 的兩倍。
然而,要達成這項目標,光靠持續新建電廠恐怕還不夠。除了台灣土地有限,許多既有太陽光電廠的實際發電表現也不如預期,如何提升既有電廠效能、找回流失的發電量,成為台灣能源轉型下一階段的重要課題。
瞄準這項需求,優電智能從電廠檢測與優化切入,並獲得經濟部中小及新創企業署跨域研發計畫支持!由經濟部負責建立太陽光電汰舊換新的政策誘因,優電智能則透過AI與EL檢測,協助業主先找出低效、老化及故障模組,評估應該修復、優化還是汰換,並以實際增加的發電收益進行績效分潤。
40%電廠發電不如預期,問題究竟藏在哪裡?
理論上,太陽光電設備會隨著使用年限逐年衰減,每年衰減幅度約為0.7%~1%,呈現相對穩定的線性變化。然而,實際走進案場卻未必如此,受到設備缺陷、施工品質、颱風等因素影響,發電量可能突然下滑,呈現非線性且難以預測的衰減。
優電智能總經理徐碩賢指出,依優電智能實際檢測與維運既有案場的經驗推估,台灣約有四成的太陽光電廠存在發電表現不如預期的情況。他進一步舉優電智能合作的某太陽光電廠為例,該案場四年累積的發電衰減幅度,已達正常線性衰減應有水準的三至四倍;單看最近一年,衰減速度更是正常值的六倍以上,四年下來流失的綠電與售電收益,累計已達數百萬元。
為了幫助這些電廠找回「少發的電」,優電智能導入 AI 應用,發展出已取得專利的獨家 AI-EL檢測技術,突破傳統EL(Electroluminescence)檢測在速度和精準度上的限制,快速找到影響發電效率的太陽光電模組,再加以優化或改善,使電廠運作重新回到相對穩定的發電軌道上。
徐碩賢進一步說明,EL檢測是目前常見的太陽光電模組品質檢測方式之一,其原理是從源頭端向太陽光電模組通電,使電池片產生肉眼看不見的近紅外光,再拍攝照片,從影像明暗差異判斷是否存在隱裂、破碎或內部結構受損等問題。
早期第一代EL檢測高度仰賴人工作業,檢測人員必須逐片拍攝、逐一判讀,不僅需耗費大量人力與時間,拍攝角度與影像品質也可能影響判讀結果。為了提高效率,第二代開始導入無人機,一次拍攝多片模組,再將大量影像帶回後端進行拼接與人工判讀。雖然,拍攝速度加快了,但還是存在著影像解析度低、部份缺陷不易辨識的問題,且後續仍需投入大量人力進行判讀,難以規模化應用於擁有數萬、甚至數十萬片模組的大型電廠。
從影像拍攝到判讀的全流程自動化,AI讓EL檢測效率提升20倍以上
為此,優電智能選擇了一條不同的技術路徑,與其從拍攝端追求效率改善,不如從後端的影像處理與判讀著手,透過AI突破EL的效率瓶頸。
在這樣的思維下,優電智能以專利取像技術重新設計拍攝方式,讓無人機在貼近模組的低空高度、以單片模組為單位進行拍攝,取得遠優於傳統做法的EL影像解析度,再導入 AI 處理龐大的影像資料,同時兼顧影像品質與檢測速度,推動整體檢測與維運流程走向智慧化。
而AI扮演的角色,不只是協助辨識影像,而是貫穿從拍攝、定位到缺陷判讀的整套檢測流程。首先,系統會透過AI預先規劃無人機飛行路徑,進行自動巡航與拍攝;完成後,再由AI自動校正影像及辨識每片模組的GPS位置,並將資料整合至地圖中,形成一張專屬於每座電廠的缺陷地圖;最後,AI會進一步辨識每片模組的缺陷種類,再透過優電智能自有的專利演算法,量化每一片模組的缺陷程度,以及其對應的發電損失。
「我們將原本仰賴大量人工的拍攝、整理與判讀流程,翻轉為一套自動化的AI-EL 檢測流程,」徐碩賢認為,這套流程帶來了四大改變,第一是速度更快,傳統無人機 EL 檢測一天僅能完成數百瓩(kW)規模,優電智能則將單日檢測量能一舉提升至數百萬瓦(MW)等級,效率提高 20 倍以上,也讓 EL 檢測得以真正應用於大型電廠;第二是影像更清晰,讓藏在模組內部、外觀難以察覺的細微裂痕也能被辨識;第三是維運更容易,工程師可以直接根據缺陷地圖定位異常模組,快速進行修復或更換,不必再到偌大的案場逐片查找;第四則是符合IEC 62446-4國際標準,讓檢測結果具備一致且可依循的品質標準。
從「找出問題」到「精準優化」,經濟部跨域研發計畫助攻技術再進階
徐碩賢認為,過去業界不是不知道 EL 檢測的助益,而是傳統方法「不夠快、也不夠便宜」,因此難以大規模應用。對此,優電智能一方面透過技術創新,突破傳統 EL 檢測的效率瓶頸,另一方面也推動商業模式創新,導入類似ESCO的績效分潤模式,由優電智能先負擔檢測與優化成本,再依後續實際增加的發電收益與業主分潤,讓業主不必事先投入一筆成本,藉此提升導入意願。
不只如此,優電智能還在經濟部 跨域研發計畫支持下,將技術創新從缺陷檢測進一步延伸至發電預測與精準優化。
「提升發電量並不難,最難的是如何用最低成本提升發電量,」徐碩賢指出,知道哪片模組有問題只是第一步,更重要的是判斷哪些模組或零組件需要更換、換了能增加多少發電量,讓業主可以用更低的整改成本,換取更高的發電改善效益。實際運作上,優電智能會先以AI-EL檢測建立全場的模組缺陷地圖,再由專利演算法逐一模擬不同整改方案的投入成本與發電回收,直接排出優先處理順序。業主拿到的不再只是一份缺陷清單,而是一套已經算好投資報酬、可以直接執行的發電優化方案。
而這項技術的價值,最終仍要回到台灣能源轉型面臨的現實課題。土地有限、新增案場又經常面臨土地取得與生態環境等挑戰,未來增加綠電不能只靠持續擴大建置,更要同步提升既有電廠的發電效能。如果能從已經存在的每一座電廠中「找回」流失的發電量,就有機會在不增加土地或屋頂使用面積的情況下,創造更多綠電。這也是優電智能希望透過技術持續實現的目標:讓每一片已經裝設的太陽能板,發揮它應有的發電價值。
