分散式太陽能(Photovoltaic, PV)發電系統結合儲能設備，可解決太陽能電力并入主電網時產生的電壓不穩問題并提高整體發電量，同時有助落實時間電價與季節電價等節能措施，因而逐漸受到各國政府與公共事業機構青睞。

隨著全球能源日漸短缺，加上環保意識興起，各國正逐年提升如太陽能(PV)、風力等綠色能源的采用比例，希望藉此取得永續的能源供應，并降低由火力發電、核能發電等傳統電力所造成的環境沖擊。其中，太陽能發電系統的建置成本，相對于風力發電機組要低廉許多，并可結合住家用電設備達成自發自用，因此近年來普遍受到各國政策的大力支持。  

然而，在系統普及率逐步提升后，大量太陽能系統電力并入電網將帶來不小的沖擊，甚至造成傳統電廠必須采間歇發電，因此各國政策開始趨向推動以分散式太陽能發電結合儲能系統的方式，使儲能應用市場迅速擴大。  

緩解電網壓力　分散式PV儲能應用興起 

工研院產經中心能源研究組專案經理暨產業分析師王孟杰表示，雖然整體儲能系統的市場與太陽能相比仍然不大，但在德國政府提出每年約6,500萬美元的補貼資金推動下，儲能系統市場于2014年已開始顯著成長，并將可能使其他國家相繼跟進；未來隨著歐洲市場對儲能需求的增加，加上日本既有市場，預估平均每年會有25~27%的成長率(圖1)。  



圖1　2013～2018年住宅用儲能系統市場規模分析　資料來源：Navigant、工研院IEK(10/2014)

事實上，太陽能發電因產能不高，過去即有搭配儲能系統的方案；然而，受到價格優渥的躉購費率(FiT)制度影響，讓PV系統擁有者趨向于全電賣回，使得搭配儲能系統的方案停滯不前。  

近來，隨著FiT制度成功擴大了PV技術的市場接受度，安裝量大幅攀升的結果導致各國在財政、電力網路與再生能源政策上造成一定沖擊。例如，因再生能源發電有季節性與時間性，同時FiT制度要求優先收購再生能源電力，讓傳統電廠必須扮演調節供電的角色，增加采取間歇發電的機會，因而使得營運成本提高。  

為解決電網負載問題，可幫助再生能源儲存電力、平衡電網電壓的儲能系統近期又開始受到重視，有助于改善電廠須間歇性發電的問題。另一方面，因凈計量(Net Metering, NEM)制度逐漸被采用，使中國大陸、德國、美國以及加拿大都開始減少地面電廠的比例，日本與英國也將朝此方向前進。上述情形使得發電模式逐漸由過去的集中式漸漸轉變為分散式，并刺激住宅與商用建筑導入PV系統，連帶也增加了再生能源使用儲能系統的機會。  

王孟杰認為，儲能系統市場雖然有逐漸擴大的現象，但并不會如同過去PV般呈現爆發性成長，主要原因在于現階段系統成本仍高，且相關補助機制尚未完善，加上發電機制還是以集中式發電為主，因此未來必須提升分散式發電的比例，才會持續提升儲能系統的使用率。  

此外，王孟杰也強調，過去再生能源主要著重在發電，但最終完成型態并非只是發電而已，而是要電網、儲能、發電與需求管理等領域的相互搭配?，F在儲能應用已開始受到重視，因此PV自發自用可說是邁入完成型態的第一步。  

綜觀上述，儲能系統結合PV有助于一般大眾減少尖峰時段或季節用電，進而節省電費支出；然而，現階段儲能設備因費用高昂導致難以普及，遂使系統商推出租賃方案，并搭配相關補助政策，以推動儲能設備需求持續成長。  

推動PV節能應用　租賃式儲能方案商機熱 

工研院產經中心能源研究組綠能產品研究部產業分析師楊翔如表示，許多國家有時間電價與季節電價制度，其價格于尖峰時段可能達到離峰的兩倍之多，在此背景下，使儲能需求漸漸被納入PV自發自用的一環(圖2)。但動輒上萬美元的儲能設備與每月僅節省幾十美元的金額相比，仍難以受到主流市場青睞，因此如第三方所有權(Third Party Ownership, TPO)這類由系統商出租系統租給用戶的方案便逐漸興起。  



圖2　儲能系統使用效益　資料來源：工研院IEK(10/2014)

據了解，用于PV的儲能系統目前營運模式可分為購買、租賃與異業結合(如建案、電動車)三種模式。購買是由系統商提供解決方案，并強調量身訂做，但初期成本較高，且投資回收時間約為10?15年。而異業結合是藉由搭配高售價的固定資產如房屋、電動車等販售，除了可提升附加價值之外，若能得到特定政策補助，整體而言較為有利。  

不過，上述兩種方案僅適用于資金充裕的族群，除非透過高額的政策補助否則普及量相當有限。對此，楊翔如認為，租賃模式適用于多數想節省電費但又不愿意負擔大筆初期安裝投資的消費者，因此可能是未來發展的趨勢(圖3)；而系統商方面雖然資金水位需求較高，但可藉由攜手金融業者承擔融資功能的方式，以低頭款或零頭款來刺激安裝意愿。  



圖3　儲能設備租貸前后之電費支出比較　資料來源：工研院IEK(10/2014)

舉例來說，日本OneEnergy所推出的10年期蓄電池租賃方案，每月僅須支付租金約3,000－5,000日圓，于10年期滿后約可省下50%的電池購買成本。另外德國DZ-4同樣推出10年期租賃方案，其方案每年預估可為用戶省下1,930歐元，同時期滿后用戶投報率估計達到128.6%。  

此外，政策推動也是一大影響，楊翔如強調，因儲能設備目前價格仍然很高，須配合政策提供補助或優惠，如日本推行綠色投資減稅，使儲能設備金額可100%折舊，同時，其國內各地區對于蓄電池設備普遍補助設備金額的三分之一到二分之一，或是優惠貸款等。另一方面，德國在2013年起，由德國復興信貸銀行(KFW)提供每年2,500萬歐元補助儲能設備，于30千瓦(kW)以下之PV系統每件最高補助可達600歐元/kW。 

值得注意的是，因分散式太陽能發電系統搭配儲能系統的應用快速興起，刺激儲能電池需求同步水漲船高；其中，磷酸鐵鋰電池不僅具備鋰電池體積與能量密度的優勢，更擁有高度安全性，因而成為儲能系統開發商的新寵。  

提升PV儲能系統安全　磷酸鐵鋰電池受矚目 

UL產品安全事業工程部專案經理翁文俊表示，儲能設備普遍采用鉛酸電池或鋰電池，而鋰電池本身即具有重量輕、壽命長、充電時間短、能量密度高以及低自放電等優點；其中，磷酸鐵鋰電池又擁有更好的安全性，因此近來漸受關注。  

據了解，目前儲能系統主要采用的電池包含鉛酸電池以及鋰電池。鉛酸電池的成本較低，同時因發展歷史較久相對也較為安全；然而，其具有許多缺點，如高污染、體積大、壽命較短、充電時間長、能量密度低等。  

不過，鋰電池雖然具有上述優勢，但成本也相對較高，尤其是其危險性為應用上最大的隱憂，過去已引發過不少火災事件。同時，該電池須符合的法規要求較多，包含北美的美國國家標準機構(ANSI)、日本的日本工業標準(JIS)以及國際電工委員會(IEC)等標準規范。  

翁文俊進一步指出，儲能系統除了電池特性的考量之外，最具影響力的依然是成本。磷酸鐵鋰電池目前雖成本比較高，但藉由普及率的提升以及化學材料研發，未來幾年成本將有機會降到目前的一半左右。  

此外，翁文俊強調，電池所扮演的角色，在于可增加再生能源的發電比例，并可避免如工廠或學校采用契約容量時，因用電量超出而遭受罰款，近來這一部分的應用正呈現上升趨勢。同時，電池可增加發電系統的穩定度，甚至是如同不斷電系統(UPS)般當作緊急電源來使用。  

另一方面，UL著眼于臺灣在電池外銷方面的能力，具備廣大的電池檢測市場，因此已于今年3月在林口龜山成立大電池檢測實驗室，針對電動汽/機車、儲能設備等電池應用，以協助臺灣廠商提升產品安全。