1. 常見能源單位GW(百萬瓩)/MW(千瓩)/kW(瓩)/W(瓦)[1]

瓩的讀音為「千瓦」,屬於功率單位,單位換算時:

1GW

= 1000MW

1MW

= 1000kW

1kW

= 1000W

常見用於能源容量/發電量單位大小的描述,例如裝置容量或機組的發電量。用中文呈現瓩時,最常見的換算錯誤是將「瓦」作為「瓩」使用,會導致兩個數字落差1000倍。

 

2. 裝置容量(installed capacity)與發電量(electricity production)[2]

(1) 裝置容量是指該設備出廠時,所設計滿載(百分之百全力發電)時的最大值,不同的設備常用的單位會不同,例如太陽能多以kW(見解釋1)計算;大型的陸域或離岸風電、火力發電、核能機組則常以MW為單位;談論總體性的能源例如全國年度發電量、預期發展再生能源目標等則多用GW描述。

(2) 發電量通常以「度」(kWh)為單位,除了容量,還需加上時間的概念,因此不能將裝置容量直接等同該設備的實際發電量或預期可發電量。因為即使火力或核能發電設備,也會因為定期檢修、保養、成本考量等需求而停機;再生能源會受天氣影響,無法隨時維持滿載,通常在預估發電量的時候,會再乘上容量因數(見解釋3),才是較準確的估算。

  • 舉例:假設有塊太陽能板的裝置容量是1kW,表示這塊太陽能板發電功率達100%的情況下,一小時可以產生1度電(kWh)。若整天都100%發電,才能說這塊太陽能板當天的發電量是24度,也是這塊太陽能板一天能夠發電的最好成績。但實際上,太陽能無法24小時都100%發電,因此不能將裝置容量直接視為發電量。

 

3. 容量因數/容量因子(Capacity factor)[3]

無論是哪一種發電設備都無法全年不休(見解釋2-2),因此預估機組可發電量時,乘上容量因數會較為準確。容量因數主要代表的是發電設備的穩定性,平均年度容量因數越高越穩定,通常以上一年的發電數據計算,作為來年的參考,特別是設置再生能源設備時,可以作為對當地天氣條件與發電評估的重要指標。

計算方式:設備全年總發電量 ÷(裝置容量 × 全年時數)[4] ,以能源局的數據[5] 計算2019年1月至11月,各類機組的平均容量因數如下:

類別 燃煤 燃氣 核能太陽能風力(離岸+陸域)
容量因數 75% 60% 90% 14%27%
  • 舉例1:年平均容量因數怎麼算
    以能源局統計月報數據為例,2019年1月全台太陽能總裝置容量為2.8GW,太陽能總發電量為204.2958百萬度(GWh)。因此以1月總發電量204.2958 GWh ÷(裝置容量2.8GW × 31天 × 24小時)= 10%
    由於太陽能板的裝置施工時間短,裝置容量會持續成長,因此個別算出1月至11月的容量因數,再平均,就可得出2019年太陽能的平均容量因數為14%。
  • 舉例2:怎麼用容量因數預估裝了太陽能板能發多少電
    假設有塊太陽能板的裝置容量是1kW,根據舉例1算出來的結果,可以預估這塊太陽能板裝在台灣的年發電量約為1226.4度電(裝置容量1kW × 365天 × 24小時 × 年均容量因數14%)。但實際上,每個縣市因為天氣的差異,會有不同的發電量,像是若把太陽能板裝設於台北,2019年平均容量因數約為8.85%[6] ,發電量可能就只有775.26度。
  • 舉例3:風電的年平均容量因數這麼低為什麼要發展離岸風電
    與太陽能不同,風力發電的容量因數季節差異較大,例如2019年容量因數最低的月份是6月為13%,但在11月,其容量因數可達50%,若將陸域及離岸風力發電分開計算,離岸風電的容量因數在冬季將達70%以上(請見離岸風電:風場評估篇專家QAQ3)。另外,以2020年躉購費率(見解釋4)的規定而言,若離岸風電滿發時數達4200小時,政府會啟動成本迴避機制,降低躉購費率,而滿發4200小時換算成年平均容量因數約為48%。

 

4. 躉購制度(Feed-In Tariff)

躉購制度是政府所提出的綠能保證收購制度,用意在於鼓勵企業、民眾發展綠能技術、裝設綠能發電設備。從2009年起,經濟部能源局每年都會邀請專家組成審定會[7] ,透過蒐集可佐證市場成交價格的單據、示範獎勵系統數據等[8] ,了解目前裝設再生能源的成本,並找出平均值作為計算時的成本參數,並依躉購費率公式計算[9] ,得出當年的躉購費率。

能源名詞解釋
圖一 躉購費率計算公式

因此躉購費率是指當企業或民眾向政府申請裝設綠能設備時,政府在當年度願意支付購買綠電的價格,並會以該價格簽約,保證二十年收購。通常為了鼓勵企業與民眾盡早投入,也因技術會隨時間逐漸成熟,生產、設置與維護成本降低,躉購費率會逐年降低。但考量不同能源之間的發展程度差異,因此會依不同能源類別、裝置容量、裝設型態的不同,有不同的躉購費率,經濟部能源局多於每年1月,公告該年度的躉購費率。[10]

  • 舉例:以太陽能而言,2010年時,僅依不同的裝置容量分為三個級距,分別是1瓩以上至10瓩(11.1883元/度)、10瓩以上至500瓩(12.9722元/度)及500瓩以上(11.1190元/度)。但至2020年,因為裝設的型態、民眾或企業裝設規模與地點等差異,不僅依裝置容量分級,也考量屋頂型、地面型、水面型浮力式等不同裝設型態的成本與維運差異,訂出不同的躉購費率。對於公民電廠、太陽能風雨球場、離島裝設太陽能裝置等也在躉購審定會中,另訂獎勵措施。

5. 系統負載(Load)

系統負載是指當下電力系統所需輸出的電力總和。由於不同時間民眾對於電力的需求量不同,因此系統的負載量會不斷波動。透過統計系統負載數據,可以產出系統負載曲線(Load Curve)用以了解該地區民眾使用電力的習慣,作為預測用電與調度電力的依據。[11]

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曾雨涵

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