太陽能掀起的綠色革命方興未艾，能源供給可望更清潔、更安全。
台灣地理位置橫跨北回歸線，善用日光充足的優勢，發展出太陽能產業。再加上能源安全與自主、環境保育、經濟成長等其他效益，推動太陽能的理由不言可喻。
拜矽晶片製程效率提升之賜，太陽能在過去20年尤其迅速崛起，成為席捲全球、最寧靜的能源革命之一。跟傳統能源不同的是，太陽能沒有冒濃煙的高塔，不見巨大的旋轉風機葉片，也不會產生放射性廢料，反而是黑色低調的太陽能板逐漸出現在屋頂與大片非耕地，為人們供電。
「全球掀起一股再生能源趨勢，希望在經濟與環境之間取得平衡，降低依賴溫室氣體排放量高的傳統化石燃料。」新加坡再生能源公司韋能能源（Vena Energy）的公關經理李凱利（Kerry Li）表示。台灣乘著這波無聲的太陽能浪潮，期許降低對進口化石燃料的依賴，亦力求提升能源安全與因應氣候變遷問題。
曾是台灣能源組合重要一環的核能發電，如今正在逐步退場。台灣剩餘反應爐預訂於2025年除役，只留下國立清華大學校園內的一座微型研究用反應爐。過去，各界視核電為理想又具成本效益的發電方式，但如果考量燃料成本、電廠除役、核廢料處理、土地再利用等因素，再加上外部、社會與營運成本，核電已不再受到青睞。
過去幾年，台灣成功吸引了太陽能相關企業前來投資，總公司位於美國丹佛市的再生能源投資公司寰宇太陽能（GSSG Solar）即是一例。該公司新市場主管申菲德（Brandon Shenfield）深信，太陽能是傳統能源的另一個選擇，而且成本較低。
「太陽能在台灣尖峰用電時段供電，也就是需求幾乎超過供給的時候，導致電力公司的備用容量偏低。」他說。
申菲德指出，核電與煤電都屬於基載電源，無法被太陽能電廠的發電量一比一取代。然而，若在電網進行平衡，則可降低對常備基載電力的需求，因為基載電力往往無法切實因應尖峰需求，或不合經濟效益。
儲能方案
2022年3月，台灣國家發展委員會發表目標遠大的淨零路徑，計畫太陽光電裝置容量在2050年前達40到80吉瓦（GW）。台灣政府亦預計，太陽光電裝置容量在2025年前可達20吉瓦。
根據經濟部能源署的能源統計月報，截至2024年6月，台灣太陽光電裝置容量達將近13.4吉瓦。其中，屋頂型裝置容量達8.4吉瓦（約63%），且在2024年3月提前達到設定的8GW目標。
隨著台灣的太陽能板裝置數量增加，雖然得以因應尖峰需求，但仍舊面臨重大的儲能考驗，導致這些時段產生的電力不易供日後使用。隨著電池技術不斷演進，能量密度、壽命與成本效益迭有改善。主導儲能市場的鋰離子電池，近年受惠於規模經濟、技術進展與製程效率提升，價格已大幅降低。
「當太陽光電在正中午達到高峰發電量時，總發電量可能超過需求量，週末與假日尤其如此。」儲能產品服務供應商富安能源（Fluence Energy）資深業務開發主管赫索貝克（Bo Hesselbaek）說：「電池儲能系統有助於台灣將太陽光電挪到當天稍晚使用。」
儘管台灣最大的能源需求來自北部，但最適合發展太陽能的地點在南部。更麻煩的是，在地電網與和南北主要輸電幹線都存在輸電限制。要降低在地電網限制，可將電池儲能系統整合於太陽能發電廠，白天充電、晚上放電。
「電池儲能系統切換充放電只要幾毫秒到幾秒的時間，可達到頻繁的充放電週期，符合太陽能發電的間歇特性。」富安能源業務開發經理盧吉娜說。
相對於獨立型太陽光電系統，電池儲能系統與太陽光電的整合程度取決於幾個因素，包括發電組合、電網配置、地理位置、成本等。在台灣還必須考量一個關鍵因素：太陽能板的設計必須能夠抵抗惡劣氣候。
能源管理系統可分獨立型儲能系統與光儲結合系統兩種，各有優點與應用面。獨立型儲能系統旨在從電網或其他電力來源儲存電力，以供日後使用。這類系統可提高電網穩定性，在停電時提供備用電力，且能夠管理能源成本，因為系統能在低電價時段儲存電力，在高峰時段放電。獨立型儲能系統能夠與各種能源整合，包括傳統化石燃料與再生能源，因此更有彈性，能夠適應不同的能源基礎建設。
另一方面，光儲結合系統將太陽能板與電池儲能裝置整合為一，打造出更永續的能源解決方案。這類系統可以直接捕捉太陽能，儲存下來，以供夜間或陰天等陽光不足的時候使用。光儲結合系統降低對電網的依賴，亦以再生能源供應穩定電力，進而提升能源消費者的自給自足率。此外，這類系統蘊含龐大的環境效益，能夠降低溫室氣體排放，亦有助於推廣清潔能源。
獨立型儲能系統通常相對簡單，可部署於更多元的場景，反觀若要優化再生能源的優勢、提升能源自主，光儲結合系統尤其具吸引力。選擇何者，取決於能源需求、基礎建設與環境目標。但兩者都在能源轉型扮演關鍵的角色，有助於開創一個更具韌性、更永續的能源未來。
盧吉娜指出，光儲結合系統的充放電反應能力迅速，因此能夠提供重要的電網服務，例如頻率調節與電網穩定。這類系統調整輸出的速度比其他儲能技術快很多。
「電池儲能系統的往返效率通常高達85%，儲存與調度太陽能的過程損失極少能量，進而將營收潛力最大化。」盧說。
所謂太陽能電池儲能系統的往返效率，是指電池放電與充電能量的比例，衡量電池充放電的效率。往返效率高，代表充放電過程因熱量產生、內部阻抗與其他低效率因素而損失的能量更少。
氣候考驗
無庸置疑，台灣政府與企業有能力、亦有熱誠拓展太陽能，但這個產業仍舊面臨諸多挑戰。其中一個重大障礙是吸引人才。
「台灣半導體產業對專業電力工程師的需求很高，導致人才競爭激烈。」韋能能源的李凱利說：「這些人才很重要，有助於擴大太陽能產業。太陽能產業必須吸引與培育人才，產業才能成長。」
李凱利補充道，韋能能源與國內大學電機系合作，提供實習計畫，以期培養人才，並為產業的永續營運發揮貢獻。
其他挑戰包括缺乏適合興建商業太陽能發電廠的土地，原因例如許可證取得過程繁複，地形是否合適也是問題。台灣的電網也有待升級，才能容納再生能源。此外，業者目前無法就擬議工程直接跟在地社區與環境團體溝通。
「我們在所有的再生能源工程都優先考慮環境保護，藉此降低衝擊，同時推動企業社會責任與經濟發展。」李說。
所有高階太陽能板（又稱模組）的標準保固期為25年，顯示產品生命週期比其他裝置長許多，許多太陽能公司通常以30年評估待潛在工程價值。
在台灣購買模組，都必須向環境部管理的基金支付回收費用。回收基金確保太陽能模組遵循循環經濟模式，零組件在生命週期結束時再利用或降級再造。「有鑑於台灣目前安裝的太陽能裝置容量相對較少，回收機制還在萌芽階段。隨著市場擴大，回收解決方案也會增加。」申菲德說。
台灣的每個太陽能模組都有一個製造序號，回收過程中會重新檢查，確保適當處理。「太陽能板的生命週期結束時，回收率約達95%。」韋能能源的李凱利？？說。太陽能板拆解後，矽、銅、鋁、塑料與玻璃等關鍵原物料會經過回收與再利用，接著重新進入生產鏈，在全球市場創造新的經濟價值。
台灣已落實多項再生能源相關法規，以2009年首次頒布並數度修訂的《再生能源發展條例》為依歸，旨在推廣再生能源，包括保證20年內太陽能電價固定的上網電價制度（feed-in tariff），亦對再生能源憑證訂有規範，以及明訂政府扶植相關研發工作。
《再生能源發展條例》包含幾項促進太陽能發展的關鍵規定。除了上網電價制度之外，該條件還設定具體的裝置目標、提供補貼、確保優先併網、要求太陽能設備的標準與認證，旨在提高太陽能裝機容量、減少對化石燃料的依賴，並促太陽能技術進展。
然而，業界人士認為，要成功採用再生能源，台灣需要制定更多法規，確保各個環節運作順利，包括規劃、融資、安裝核准、太陽能板生命週期結束計畫等。
「發展太陽能的過程中，在某個時間點必須針對土地如何適當使用做出決策，才能滿足人口的能源、食物與住房的需求，同時尊重自然生態系統與開放空間。」寰宇太陽能的申菲德說。這個對話的層面錯綜複雜，需要考量到台灣的國家利益與目標，也要有地主、農民、漁民與在地鄰里的支持。他補充說，明確的國家目標有助於這段過程。
倘若過程不明朗，相關企業可能難以因應太陽能板安裝的監管與核准流程。富安能源業務的盧吉娜表示，受限於嚴格法規與詳細的行政要求，這些流程可能很複雜。加強中央與地方政府的跨部門溝通與協調，將可大大促進落實再生能源的目標與政策。
申菲德指出，在任何市場發展太陽能，明確的法規都是關鍵。「隨著台灣太陽能市場加速發展，明確法規將可進一步催生以規範為基準的太陽能生態系統，這點是我們的投資考量重點。」他說，寰宇太陽能過去10年以外資身分持續活躍於日本市場，正是因為產業有明確規範可循。
