科學家改良設備演算法，不靠材料就提高太陽能發電量

提升太陽能發電量的方法有許多種，有的科學家努力改良現有太陽能系統，有的團隊致力探索新型的電池材料，最近加拿大科學家則從設備的演算法著手，研發全新的太陽能控制器，盼能提高整體太陽能功率輸出。

通常太陽能逆變器裡面都裝有最大功率點追蹤（Maximum power point tracking，簡稱 MPPT），能夠實時偵測太陽能板的發電電壓，並追蹤最高電壓電流值，讓模塊以最大功率輸出電力，可說是太陽能系統的大腦。

而現在加拿大滑鐵盧大學開發全新的演算法，或許能最大化每片太陽能模塊的發電量，減少電力浪費，進而提高發電量，滑鐵盧大學應用數學系博士 Milad Farsi 表示，團隊沒有改變任何硬體，也不需要再加裝其他電路，只是最佳化目前的硬設備。

在眾多最大功率演算法中，最常見的是擾動觀察法（Perturb and observe），所需參數少、構造簡單，通常藉由改變太陽能電壓以及輸出功率，再比較負載變動前後的輸出電壓、輸出功率大小，最後預測改變電壓後的影響，但因為控制變數固定，必須周期性調整，因此容易在最大功率點附近不斷震蕩，進而浪費潛在的發電量。

對此，滑鐵盧團隊研發全新的演算法，加以控制最大功率點附近的震蕩，Farsi 表示，在模擬實驗中，12 片 335W 的家用屋頂太陽能規模，每年能增加 138.9KWh 的電量。雖然乍看之下效果並不顯著，但對於大型太陽能廠來說，聚沙成塔便能累積可觀的電力。

科學團隊也舉出加拿大最大的太陽能廠 Sarnia 太陽能廠為例，安裝約 130 萬片碲化鎘薄膜太陽能板，每年發電量高達 120GWh，若採用全新的技術，每年可增加 0.96GWh（=960,000 kWh）。

在太陽能系統中，其實也有許多設備正默默提高發電，象是裝設在太陽能板下方的優化器（調節器），可透過精密運算機制可自動調整太陽能板的電壓及電流，解決因為遮蔭、模塊老化程度不一、電池本身問題導致的電力損失，確保每塊太陽能板都能提供最大功率。

顯然提升發電量的方法有非常多種，而此次滑鐵盧大學則是推出能最佳化 MPPT 系統的演算法，目前研究已發表在《IEEE Transactions on Control Systems Technology》

Source：科技新報

圖片聲明：封面圖片來自拍信網。

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