在全球能源轉型的浪潮中，太陽能光伏技術不斷革新，垂直太陽能板的出現成為了新的關注焦點，尤其在土地有限且需要優化能源輸出的歐洲地區更是受到了廣泛討論和應用。這項技術不僅在農業和工業領域創造了新的發電機會，還解決了傳統水平太陽能系統在特定場景中的局限性。
為什麼垂直太陽能受到關注？
垂直太陽能板之所以受到歐洲市場的重視，主要有以下幾點原因：
解決能源過剩與供應不足問題：傳統的水平太陽能系統通常在中午達到發電高峰，造成供電過剩，尤其是在夏季。然而，垂直太陽能板的設計特性，讓其在日出與日落時段擁有更好的光照捕捉能力，能平衡全天的發電曲線，避免中午過度發電與早晚供應不足的問題。尤其是在電力價格波動明顯的歐洲地區。傳統的太陽能系統大多集中在中午發電高峰，這導致某些時段的電力捕獲價格較低，甚至在電力需求過剩時出現負價。而垂直太陽能，尤其是東西向垂直排列，可以在早晨和傍晚時段達到發電峰值，有效捕捉電力市場高價時段的收益。根據研究，2023年德國的捕獲價格顯示，晴朗月份下午時段的價格明顯較低，甚至出現負值。而在非高峰時段（上午7點至10點及下午5點至8點），價格較高。這正是垂直太陽能可以發揮作用的時段，特別是雙面太陽能板的發展使得垂直安裝方案在價值捕捉方面更具吸引力。此外，垂直安裝的不同方向，如東西向（v-EW）和南北向（v-NS），展示了不同的發電曲線，尤其是東西向系統可以在一天的開始與結束時達到發電峰值。這使得垂直太陽能具有潛在的發電與電力需求的互補性。然而，現行的激勵措施，如差價合約、上網電價和淨計量，主要激勵的是總產量的最大化，而非價值的最大化，這導致垂直太陽能系統的經濟效益被低估。雖然垂直太陽能每瓦的總發電量較低，但其能更有效地捕捉市場中的高價時段。
土地使用效率高：垂直太陽能板特別適合在土地資源有限的地區，如農地、城市邊界或工業設施旁。這使其在歐洲這樣的高密度地區，成為提高土地利用率的有效手段。例如，德國Next2Sun公司已在農地上應用垂直太陽能板，不僅不干擾農作物的生長，還能有效發電。
降低維護成本：垂直安裝的太陽能板相比水平安裝，能有效減少積雪、灰塵等覆蓋問題，特別是在冬季降雪多的地區，無需頻繁清理，降低了維護成本。
風阻與結構安全性高：由於垂直太陽能板的面積較小，風阻較低，這使得其在風力較大的區域具備更好的結構穩定性。此外，垂直安裝不需要如水平安裝那樣的大量安全圍欄，進一步降低了建設成本。
垂直太陽能的應用場景
垂直太陽能板的靈活應用，使其在多種情境中展示了極大的潛力：
農業光伏（Agrophotovoltaics, APV）：農業光伏系統是垂直太陽能的一大應用場景，尤其在歐洲農業密集的地區。通過將垂直太陽能板安裝在農田之間，不僅能在不影響農作物生長的前提下發電，還能提升農民的額外收益。例如，德國的垂直農業光伏項目，已經成功將發電與農業種植結合，實現土地的雙重利用。
工業與商業應用：AIR WATER公司開發的「VERPA」垂直太陽能系統，已在歐洲大規模商業設施中獲得應用，如工廠停車場、工業邊界和大型商業空間。該系統有效利用有限空間進行發電，並提供穩定的能源輸出，預計未來將在更多工業領域拓展。
城市邊界與公共設施：垂直太陽能還能在城市邊界、道路兩旁甚至是圍欄和建築物外牆進行安裝，最大化土地利用率，並減少對日常生活的影響。在歐洲的智慧城市建設中，這樣的太陽能設置正在逐步成為一種主流選擇。
垂直太陽能的應用雖然具有多重優勢，但也伴隨著一些挑戰：
優勢：
有效利用日出和日落時段的陽光，補充水平太陽能的不足。
更適合空間有限的地區，提升土地利用率。
減少積雪、積灰問題，降低維護成本。
具備更好的抗風能力和結構安全性。
未來可望結合鈣鈦礦太陽能技術達到更高的收益。
挑戰：
垂直太陽能的整體發電效率略低於水平系統，因為它無法直接面向太陽的高角度光照。
垂直安裝的設計與佈局更加複雜，前期建設成本可能較高。
需要結合其他太陽能技術或儲能系統來優化全天的發電效率。
結論
垂直太陽能技術正在歐洲市場快速發展，其在農業光伏、工業應用和城市基礎設施中的潛力巨大。隨著技術的進一步成熟和政策的推動，垂直太陽能將成為歐洲能源轉型的重要一環，尤其在解決能源過剩與供應不足的挑戰中，扮演著至關重要的角色。
參考資料：
活動資訊：2024 Energy Taiwan 四能並進‧邁向淨零
日期：2024.10.02(三)~2024.10.04(五)
時間：10:00-17:00(最後一日僅至16:00)
地點：南港展覽館二館4樓
展位號碼：S0124
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