綠能節電 | 設置太陽能光電系統

【共26項行動項目】

舉凡一切與再生能源、建築節能以及設備節能相關之議題,均可歸類於綠能節電面向。其中再生能源則指理論上能取之不盡,用之不竭的天然資源,且同時取得的過程中不會產生污染物並能在極短時間內再生的特性;建築節能係將節能減碳之理念融入建築設計中的概念,包含加強室內採光、通風、空調、綠化措施等,以達成建築物節能之效果;設備節能則是指藉由採用高效能之設備,例如燈具與家用電器等,使運轉、維護管理時所消耗的能量最小化。

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新北市

執行主體:【村里】、實施區域:【村里】
一、背景說明

    1.  行動項目背景說明

    近年來,溫室效應的影響加劇,石化能源也逐年枯竭,人們開始思考其他替代性方案,提供日常生活所需之能源;而隨著核安問題備受重視,國際上越來越多國家提倡降低核能運用比例,轉而朝向開發潔淨,可再生的能源來源,如太陽能、風力、水力以及地熱能等,期望創造更多的使用方式以及更有效的轉換效率,加速再生能源的普及,維持人類生活福祉的同時也保護我們生存的地球。

    新北政府推動低碳永續環境建構多年,多年來在各個面向上逐步推動基層低碳作為,而綠能節電當中的再生能源範疇,因相關設備之設置無論在「推行所需費用」以及「設置技術與專業性」兩個因素上對於里層級的對象相較困難,現階段需要較多的外加資源投入做為示範亮點,以里的層級尚不足以自行籌資全面推動。於此,新北市政府於103年度運用低碳永續家園運作級成效管考計畫之行政資源,輔導三重區光田里於里內興華活動中心頂樓設置太陽能光電系統,期望建構地方能源中心的示範點,同時也提供其他里後續相關措施的參考案例。

    三重區光田里的興華活動中心位於新北市三重區中華路5號,其土地管理者或建物管理者均為三重區區公所,其為一處兩層樓的建築,一樓為一開放式的室內集合空間,而活動中心二樓則主要為里內的閱讀中心,以及一處開放式的戶外露臺,其閱覽室西側有大量窗戶,因此每到傍晚時容易產生西曬狀況,影響閱覽室使用舒適度,也因此里長於該側牆外自行搭建一輕便式支架,提供百香果類爬藤植物攀附,形成簡易式的綠牆,期望降低西曬之影響。

    2.  行動項目重要性

    隨著環境意識提升,能源使用種類已從最早的低成本逐步轉型朝向低環境負荷,能源提供者也從以往的大型集中式能源中心,開始推廣地方小型能源自給中心,為加速此一目標之推動,最有效的執行策略為直接將能源開發直接設施放入一般大眾的日常生活環境中,也因此公有與基層區域閒置場所的示範推動極其重要,也為執行上第一優先考量區域。而三重區的興華活動中心正巧同時具備兩個條件,除了是光田里里民日常生活閒聊的空間之外,也是里長推廣低碳永續的重要據點,舉凡資源回收、低碳商店、老人共餐與環境教育等,均假興華活動中心舉辦;而同時該場域為三重區區公所所有,因此在規劃改造上,具有較低的推動門檻以及較高的示範意義,對於太陽能光電系統的推動具有指標性的意義。

二、工作內容與方法
  1. 作業內容暨執行方法

    1.  作業內容暨執行方法

    本行動項目推行係協助三重區光田里建置屋頂太陽能光電系統,主要工項包含太陽能模板安裝、太陽能發電系統設置、數據監測系統,以及增加後續用電設備包含風扇及USB充電座等。改造執行係由新北市政府環保局專案團隊進行現場勘查與里長訪談作業,經了解現場狀況與里長需求後,會同管理單位三重區區公所進行現場會勘,並依據現勘意見進行場址之設計規劃,最後提報審核後據以施行。整體執行過程說明如下:

     (1)設置方案之規劃與評估

    設置一定規模之太陽能光電系統需要有明確且可供使用的設置空間,同時因後續用電傳輸及管理上的因素,須於設置前先取得後續財產登記的共識;且由於太陽能光電系統對於光照度建物遮蔽綠的干擾較為敏感,因此設置前也必須確實評估後續各期間光照對於設置地點的影響。於此,本計畫執行時,由里長協同輔導訪談單位、技術廠商以及區公所業務單位進行現場勘查,在了解規劃設置空間既有設施的使用現況與未來使用計畫,評估適當的設置區域與設置類型後,會勘時討論出具體方向,後續再由專業團隊評估現場設置條件進行下一階段之細部規劃。

    興華活動中心為一處兩層樓的建築,活動中心屋頂可設置太陽能光電系統之閒置空間包含二樓閱讀中心的頂端、閱讀中心的側牆屋簷延伸以及露臺區域的開放區域等不同位置。會勘時,考量設置在閱讀中心的側牆屋簷處可以直接延伸屋頂長度,降低閱讀室受到傍晚西曬的影響,且該工程可搭配露臺區域的開放農園規劃,提供民眾體驗農園後的休憩遮陰處,因此初步選定作為第一階段的太陽能光電系統設置區域(施作區域背景資料詳見表一)。

    表一、施作場址基本資料

      


    確認後施作方案後,技術廠商透過現場丈量以及確認設置高度後,進一步模擬出設置位置之實際情形、可設置之裝置容量,以及不同期間的太陽光照的遮蔽影響,並依據前述內容提出低碳里建構方案。初步評估活動中心的側牆屋簷空間可配置14片255W的太陽電池模組(施作蓋想如圖一與圖二所示),發電量總共為3.57kW (255W*14片),每日發電量平均約9度。而此處設置之太陽能光電系統遮蔭模擬之結果顯示,於5、6、7月份全日均不會有遮蔭情事發生,其餘月份於上午9~10點會有部分遮蔭,全年下午均無遮蔭,部分遮蔭月份模擬如圖三所示。預期年發電量約3401度,年減少二氧化碳排放量約1775.30公斤,年減少NOx、SOx、微塵量排放量約35.57公斤。評估使用20年後,本套系統發電量仍可達到初始之86.5%,一般太陽能光電系統在正常使用下,20年後之發電量需達到初始之80%,即可通過目前太陽能光電系統標準之驗證。細部成效說明詳見第(四)部分成效分析與建議。

     

    圖一、活動中心二樓閱覽室外太陽能光電系統俯視圖

    圖二、活動中心二樓閱覽室外太陽能光電系統平視圖



    (2)維管資源編定

    為使此一低碳永續設備可以持續提供潔淨能源,將行政資源最有效的應用,除了在太陽能光電設施設置期間需要妥善規劃,評估發電效應以及電源應用方式外,因太陽能光電系統之發電效能會受到光電板表面潔淨程度之影響,也因此定期性的清潔巡查作業相當重要。因該光電系統設置位置所有人係為新北市三重區公所,惟行政管理資源有限之情況下,平日清潔管理均委由該活動中心的主要使用對象光田里里辦公室協助,在里長帶領之下,由該里的環境清潔志義工隊協助維護。為推動低碳永續在地方深耕落實,光田里里長除了設置前積極爭取之外,也主動協助規劃期間的會勘與評估作業,更於設置完成後承諾完工後該系統日常清潔維護由光田里里長與志義工定期清理維護,並即時反映該系統之異常狀況,確保該套系統有效發揮效能。

    (3)再生能源設備用電併聯與登記申請

    再生能源設備因涉及設置新的再生能源設置、設置設備之結構物安全、設置後用電接用等相關問題,因此在設置再生能源過程中須完成用電併聯申請、結構安全性簽證、雜照/免用雜照的同意申請、再生能源設備設置同意與登記申請等行政程序,相關申請程序涉及之法規詳見「2. 法規制度暨配套方案」。

    整體執行期程包含規劃評估期、計畫審查期、申請建置期以及施工建置期,執行流程詳見圖三所示,執行成果詳見圖四。

      

    圖三、三重區光田里興華活動中心太陽能光電系統設置流程

     

    圖四、三重區光田里興華活動中心太陽能光電系統工程照片
  2. 法規制度暨配套方案

    針對本行動項目作業內容相關之法規制度暨配套方案主要包括如下:

    (1) 再生能源發展條例

    為推廣再生能源利用,增進能源多元化,改善環境品質,帶動相關產業及增進國家永續發展,經濟部於98年公告此一條例作為國內推動再生能源之相關法制基礎,村里區域設置之小型再生能源設備主要相關之條文包含第五條、第八條及第十七條,相關條文詳見表二。

     

    (2)台灣電力股份有限公司再生能源發電系統併聯技術要點

    為確保工程與現場設備安全,同時確保周遭用電住戶的用電穩定度,台灣電力公司針對再生能源發電設備併聯訂有管理以及設備之基本需求,因此預設再生能源設備者於設置前須依據此要點提出併聯審查申請,取得同意後方能進行施工;於施工完成後亦須報請查驗取得併聯完成通知函,以利取得再生能源設備完工證明及申請登記。

     

    (3)再生能源發電設備設置管理辦法

    隨著再生能源設備設置需求的增加,經濟部為有效管理國內再生能源設備設置,遂明訂此一管理辦法,將再生能源發電設備之同意備案、查驗、設備登記、撤銷、廢止及其他相關業務之程序與規範加以規範,確保未來推動之一致性。再生能源之設置時主要需提出申請之階段性期程包含同意備案以及設備登記兩大步驟,須提出之文件明列於此辦法之第六條與第十條,相關條文詳見表三。


    表二、再生能源發展條例重點條文

    條次

    條文內容

    第五條

    設置利用再生能源之自用發電設備,其裝置容量不及五百瓩者,不受電業法第九十七條、第九十八條、第一百條、第一百零一條及第一百零三條規定之限制。

    再生能源發電設備,除前項、第八條、第九條及第十四條另有規定者外,其申請設置、工程、營業、監督、登記及管理事項,適用電業法之相關規定。

    前項工程包括設計、監造、承裝、施作、裝修、檢驗及維護。

    第八條

    再生能源發電設備及其所產生之電能,應由所在地經營電力網之電業,衡量電網穩定性,在現有電網最接近再生能源發電集結地點予以併聯、躉購及提供該發電設備停機維修期間所需之電力;電業非有正當理由,並經中央主管機關許可,不得拒絕;必要時,中央主管機關得指定其他電業為之。

    前項併聯技術上合適者,以其成本負擔經濟合理者為限;在既有線路外,其加強電力網之成本,由電業及再生能源發電設備設置者分攤。

    電業依本條例規定躉購再生能源電能,應與再生能源發電設備設置者簽訂契約,並報中央主管機關備查。

    第一項併聯之技術規範及停機維修期間所需電力之計價方式,由電業擬訂,報請中央主管機關核定。

    再生能源發電設備及電力網連接之線路,由再生能源發電設備設置者自行興建及維護;必要時,與其發電設備併聯之電業應提供必要之協助;所需費用,由再生能源發電設備設置者負擔。

    第十七條

    設置再生能源發電、利用系統及相關設施,依不同設施特性,就其裝置容量、高度或面積未達一定規模者,免依建築法規定請領雜項執照。

    前項關於免請領雜項執照之設備容量、高度或面積標準,由中央主管機關會同中央建築主管機關定之。

     


    (4)設置再生能源設施免請領雜項執照標準

    依據再生能源發展條例第十七條之規定,設置再生能源發電、利用系統及相關設施,依不同設施特性,就其裝置容量、高度或面積未達一定規模者,免依建築法規定請領雜項執照。目前該標準所適用之範圍,以設置太陽能熱水系統產品及太陽光電發電設備為限。申請設置再生能源設施時,如符合此標準之規範者,於取得台電用電併聯同意以及再生能源設備同意備案後,即可將申請規劃委由依法登記開業或執業之建築師、土木技師或結構技師出具太陽光電發電設備免請領雜項執照簽證表以申請免請領雜項執照之同意,併於竣工後再委由前述技師查驗確認後申請竣工查驗。
    表三、再生能源發電設備設置管理辦法重點條文

    條次

    條文內容

    第六條

    申請人申請再生能源發電設備同意備案,應填具申請表,並按設備型別及使用能源種類,分別檢附下列文件:

    一、第一型再生能源發電設備:依電業法及相關法規核發之電業籌備創設備案文件影本。

    二、第二型再生能源發電設備:依電業法規定核發之自用發電設備工作許可證影本。

    三、第三型再生能源發電設備:

    (一)申請人身分證明文件。

    (二)設置場址使用說明。

    (三)設置場址之電費單據。但未供電者,免附。

    (四)足資辨識設置場址及位置照片。

    (五)經營電力網之電業核發之併聯審查意見書。

    (六)地政機關意見書(設置於屋頂者,免附),但太陽光電發電設備設置於地面者,應符合土地使用管制項目之規定,並檢附相關證明文件。

    (七)其他經中央主管機關指定之文件。

    四、川流式水力發電設備:農田水利會或水利主管機關出具之圳路使用同意函或其他證明文件。但由農田水利會或水利主管機關提出申請認定者,不在此限。

    五、生質能發電設備:發電設備所使用燃料來源,應為百分之百農林植物、沼氣或經處理之國內有機廢棄物之切結書。

    六、廢棄物發電設備:發電設備所用燃料來源,應為百分之百國內一般廢棄物或一般事業廢棄物之切結書,及廢棄物燃料來源、製程、熱值、發電效率、進料、成本與其他相關事項之說明書。

    前項第三款第一目至第三目或第四款至第六款應備文件不全而可以補正者,中央主管機關得通知申請人於一定期限內補正。

    申請人申請時未檢附第一項第一款、第二款、第三款第五目或第六目文件,或未於前項規定期限內補正者,中央主管機關應駁回其申請。

    申請第三型再生能源發電設備同意備案之申請人,如無需與經營電力網之電業簽約躉購電能者,得免檢附第一項第三款第二目至第六目文件。


    表三、再生能源發電設備設置管理辦法重點條文(續)

    第十條

    第三型再生能源發電設備申請人依前條第三項規定申請設備登記時,應檢具下列文件:

    一、設備登記申請表

    二、中央主管機關原核發之再生能源發電設備同意備案文件影本。

    三、再生能源發電設備完工照片及平面配置圖。

    四、再生能源發電設備支出憑證(統一發票或收據影本)。

    五、再生能源發電設備安裝廠商出具之裝置容量證明文件及其產品型錄。

    六、再生能源發電設備適用中華民國國家標準者,應符合該標準並取得商品檢驗主管機關認可之國內外檢驗機構或製造場所出具之證明文件。但設備所適用之標準於國內未有檢驗機構或製造場所取得認可者,得以製造廠出具之測試報告替代。

    七、依電業法相關規定有關承裝及施作之竣工試驗報告;如設置再生能源發電設備達一百瓩以上,符合電業設備及用戶用電設備工程設計及監造範圍認定標準者,應另檢附依法登記執業之電機技師或相關專業技師辦理設計與監造之證明文件及監造技師簽證之竣工試驗報告。

    八、再生能源發電設備依建築法規定應取得之使用執照影本。但依法得免申請建造或雜項執照者,應檢附直轄市、縣(市)政府免建造或雜項執照同意備查函影本,及報請直轄市、縣(市)政府竣工備查函影本。

    九、與經營電力網之電業簽訂之購售電合約(無售電需求者,免附)及其核發之完成併聯通知函。

    十、其他經中央主管機關指定之文件。

    前項再生能源發電設備,如依本條例其他規定申請示範獎勵,經查驗通過並撥付獎勵金額者,得以核准撥款函影本替代前項第三款至第八款文件。

    第一項申請人如無需與經營電力網之電業簽約躉購電能者,得免檢附第一項第三款至第八款文件。

    第一項申請文件不符規定者,中央主管機關得通知於三十天內補正;逾期未補正者,駁回其申請。

    中央主管機關就設備登記之審查,以書面審理為原則,必要時得派員或委託專業機構,或會同經營電力網之電業至現場查驗,申請人不得拒絕、規避或妨礙;其設置情形經現場查驗與設備登記申請表所載不符者,得令申請人說明並限期改善。

  3. 參與執行單位暨作業人力配置

    本行動項目參與執行單位分工及人力配置如表四所示,主要包含設備管理與申請人區公所、維護管理單位里辦公室、輔導改造單位新北市政府環境保護局以及協助執行之改造施作單位

     

    表四、設置「三重區光田里興華活動中心太陽能光電系統」權責分工

    單位

    協助事項

    人力資源

    三重區公所

    再生能源設備地之所有人,負責相關行政作業之發文、申請等。

    民政課與建設課

    光田里

    里辦公室

    推動基層低碳永續之核心單位,協助環境保護局進行進化構想,同時協助提供設置後之定期行維護管理資源

    里長與志義工隊

    環境保護局

    計畫構想研擬、工作事項執行、進度監督控管、經費支用補助等事宜。

    由本局正式職員1名擔任本案統籌窗口,其他人員則協助配合本案執行。

    施作團隊

    背景資料調查分析、硬體設備設計規劃、硬體設施改善工程之施作。

    委託再生能源設置改造之專業團隊執行。

     

三、執行期程與經費

    1.作業期程分配

    本村里層級太陽能光電系統之推廣建置主要包含現場規劃評估期、計畫審查期、申請建置期以及施工建置期四大部分,各階段執行期程詳如表五所示。

     

    表五、設置「三重區光田里興華活動中心太陽能光電系統」作業期程

    項次

    工作項目

    作業期程(103)

    規劃評估期

    現勘與訪談

    9月第一周

    計畫審查期

    設計配置草圖

    9月第二周至第三周

    設置效益初估

    申請建置期

    臺電用電併聯申請

    9月第四周至10月第一周

    能源局再生能源設備設置同意備案

    再生能源設施免請領雜項執照申請

    施工建置期

    備料施工

    10月第二周至11月第三周

    臺電用電併聯完成申請

    工程竣工

    再生能源設施免請領雜項執照竣工備查申請

    能源局再生能源設備登記同意申請

    計畫驗收

     

     

    2.執行經費說明

    本行動項目經費共53萬4,450元,各項工作執行經費說明詳如表六所示。


    表六、設置「三重區光田里興華活動中心太陽能光電系統」經費說明表

     

    項次

    品名

    價格

    1

    太陽能模組

    91,035

    2

    PV發電系統與工程安裝

    218,965

    3

    系統設計

    50,000

    4

    雲端監控系統

    14,000

    5

    雜項執造與簽證

    75,000

    6

    風扇與USB充電座安裝

    20,000

    7

    現場監工、施工進度控管、行政費與雜支

    40,000

    小計

    509,000

    (5%)

    25,450

    總計

    534,450


四、成效分析與建議

    透過本次低碳改造作業,三重區光田里預期效益包含:省電量、減碳量及教育意義等,將成為環保、節能低碳示範里。

    1.發電量計算:

    依據能源局公告各縣市2011年發電量平均值,臺北地區日平均發電量為2.61kWh/day/kWp,年平均發電量為952kWh/kWp,年度發電量如公式(1)所示。依據能源局陽光屋頂百萬座計畫之相關資料,在計算太陽能光電系統每年的發電效率上,須考量系統的性能效率會隨時間衰退,如公式(2)所示。

    (1)年發電量(度) = 設置容量KWp*臺北日平均發電度數(能源局公告係數)*365天

    (2)每年的總發電量(度) = 設置容量KWp*臺北日平均發電度數(能源局公告係數)*365天*系統之性能效率


    利用公式二可推估光田里太陽能光電系統20年的發電量如表七所示,此系統第一年之性能效率以100%估算,從第二年開始效率值會隨著太陽能板的功率衰減及材料老化每年以0.75%的下降率估算。使用20年後,本套系統發電量仍可達到初始之86.5%。一般太陽能光電系統在正常使用下,20年後之發電量需達到初始之80%,即可通過目前太陽能光電系統標準之驗證。


    表七、光田里太陽能光電系統20年發電量推估表

    年度

    /

    /

    /

    累計發電/

    1

    9

    283

    3401

    3401

    2

    9

    281

    3375

    6776

    3

    9

    279

    3349

    10126

    4

    9

    277

    3324

    13450

    5

    9

    275

    3299

    16749

    6

    9

    273

    3274

    20022

    7

    9

    271

    3249

    23271

    8

    9

    269

    3224

    26495

    9

    9

    267

    3200

    29694

    10

    9

    265

    3175

    32870

    11

    9

    263

    3151

    36021

    12

    9

    261

    3127

    39184

    13

    9

    259

    3103

    42252

    14

    8

    257

    3080

    45991

    15

    8

    255

    3056

    48388

    16

    8

    253

    3033

    51421

    17

    8

    251

    3010

    54431

    18

    8

    249

    2987

    57418

    19

    8

    247

    2965

    60383

    20

    8

    245

    2942

    63325


    2.減碳量計算:

    (1)年發電量(度) = 設置容量KWp*臺北日平均發電度數(能源局公告係數)*365天

    3.57KWp*2.61*365= 3400.96

     

    (2)減少二氧化碳排放量(公斤) = 年發電量*0.522(能源局公告102年電力排放係數)

    3400.96*0.522 = 1775.30公斤


    (3)減少NOx、SOx、微塵量排放量(公斤) = 年發電量*(0.02574+0.0091+0.0073)(NOx、SOx、PM10排放係數

    3400.96*0.01046 = 35.57公斤


    3.其他效益:

    (1)教育意義─提供里民再生能源運用知能。

    (2)教育意義─提供其他村里觀摩參訪場址。

    (3)休閒意義─改善活動中心西曬問題。
五、評等得分之要求
    無資料可顯示