太陽電池對世界將帶來什麼改變

繼上一期“太陽電池應用市場概況與未來趨勢”的探討之後，我們來談談太陽

電池對未來人類生活環境帶來什麼樣的改變。

石油 ≠ 石油

首先，是改變人類對石油的依賴度，圖 1 是過去一年原油與 PV 模組的價格

波動。在當前多晶矽仍然供不應求的情況下，原油價格的波動仍然無法直接對

PV 模組價格產生連動性的影響，預估在 2010 年之後多晶矽供需達到平衡之後，

PV 發電成本將逐步往普及的階段邁進，希望至 2020 年人類對石油的依賴度將可

以大幅降低。

圖 1 過去一年原油與 PV 模組的價格波動

Petroleum ( USD / basket )

50

55

60

65

70

05'12 06'01 06'02 06'03 06'04 06'05 06'06 06'07 06'08 06'09 06'10 06'11 06'12

PV module ( 125W, USD / Wp )

4.7

4.75

4.8

4.85

4.9

05'12 06'01 06'02 06'03 06'04 06'05 06'06 06'07 06'08 06'09 06'10 06'11 06'12

資料來源：OPEC，Solarbuzz，2007/1

以目前的成本結構來看，PV 發電成本約 22~35 cent/Wp，與台電 2005 年發

電成本 2.51NT 來看，依然有 3~4 倍的價差，按此比例預估多晶矽的成本必須降

至 30USD/Kg 以下才有可能實現，在 2008 年眾多晶矽廠商將開出新的產能後，

加上其他新技術的開發(如:MG-Si技術)與美國、中國、西班牙、義大利….等國

相繼推動再生能源的計畫(表 1 為全球各國運用替代性能源類的目標)下將加速

PV 產業的發展，當經濟規模達到一定的量後，價格必當具有競爭力。若以 PV

配合其他再生能源(如:風力發電、生質能發電等)的應用，加上人類對環境保護、

資源回收再利用等觀念的建立，零耗能的生活型態將有實現的一天。

表 1 全球運用替代性能源類的目標

國家 目標

澳洲 2010年後每年發電量達到 95億度

加拿大 主要四省替代性能源發電裝機容量佔總機量的比率達到 3.5~15%

中國 替代性能源佔全國總電力裝機量的 10%並且佔總能源使用量的 5%

印度 2003~2012年新增源發電裝機容量佔總機容量的 10%

以色列 至 2007年佔總使用電量的 2%，至 2016年達到 5%

日本 至 2010年佔總使用電量的 2%(不包含地熱與大型水力)

韓國 至 2010年佔總使用電量的 7%，包含大型水力

馬來西亞 至 2005年佔總使用電量的 5%

挪威 至 2010年使用地熱能與風力發電量達到 7億度

新加坡 至 2012年太陽能電力達到 3500萬度

瑞士 至 2010年後每年發電量達與熱能到 35億度

泰國 至 2011年替代性能源佔主要能源的 8%

美國 其中 18個州的替代性能源發電量佔總發電量的 5~30%

英國 至 2010年佔總使用電量的 10%

荷蘭 至 2010年佔總使用電量的 12%

德國 至 2010年佔總使用電量的 12.5%

瑞典 至 2010年佔總使用電量的 60%

芬蘭 至 2010年佔總使用電量的 35%

法國 至 2010年佔總使用電量的 21%

義大利 至 2010年佔總使用電量的 25%

西班牙 至 2010年佔總使用電量的 29%

奧地利 至 2010年佔總使用電量的 78%

資料來源：21 世紀再生能源政策協會

都市 = 森林

BIPV 是目前 PV 市場最大的成長動力，未來當建築外牆安裝上 BIPV 模組的

價值被視為如同貼上大理石般的質感與尊榮後，依日本 NEDO 估計，每 10Kw(面

積約 100m2)PV 所減少 CO2 之排放量約等於面積 19,500 m2 森林所能消化的

CO2，當家家戶戶的牆面、屋頂、玻璃等都是 BIPV 時，都市不就也等於是森林。

天空 > 土地

PV 發電原理是太陽電池吸收太陽光後將光能轉換成電能，太陽電池與太陽

間因為夾著保護地球的大氣層，大氣層的品質不但關係著全球氣候的改變也直接

影響太陽電池的發電品質，為弭補太陽電池單位面積效率不彰的缺點，欲建構大

型太陽電池發電廠將需要面積廣大的土地，在地球糧食來源越來越缺乏的情況

下，土地的利用相對更顯得重要，若將原本具有農作經濟價值之土地拿來架設

PV 發電廠，得與失之間將難以估計。

因此有人利用寬闊的草原或荒漠地區來建立太陽電廠，如圖 2 所示，為

Tucson Electric Power 在 2006 年美國 Arizona 內的沙漠所建立的 PV 發電廠，

目前使用 34,980 片的 PV panels ，裝置量為 4.6 MW，目前仍在擴建當中，目

標將建立 8MW 的容量。即使如此，在沙漠地區所吸收之太陽光仍然需穿透過大

氣層而後進入太陽電池，另外，對太陽電池在沙漠中的耐候性也是一項考驗。

圖 2 美國 Arizona 8 MW 的 PV 發電廠

資料來源：Tucson Electric Power

科技總是讓人驚喜，美國正在進行一項電力無線傳輸技術—非輻射電磁共振

能量傳輸，透過「共振」的物理現象，藉由電力的頻率對應至欲充電之電器就能

產生共振而充電，目前此電力無線傳送技術，已經可以把電力傳輸 3~5 公尺遠。

另一則消息指出，日本在 2006 年設計出具有類似蜘蛛行為模式的機器人，可以

在太空中編織出太陽電池電網，電網吸收太陽光後，透過衛星以微波的形式將太

陽能傳輸回地面。

由於太陽每秒在太空輻射的能量約有 3.8×1020 MW，其中有 22 億分之一投

射到地球上，太陽輻射經過地球大氣層反射、吸收之後，約有 30％的衰減。因

此，若能將太陽能板裝置到越接近太陽的地方，加上無大氣層天候的影響，所生

產之電力將超過地球表面的 10 倍之多。

若以上技術達到可商業化的階段之後，將解決目前太陽電池效率不彰的情

況，未來除了在太空，在對流層與外氣層之間亦可以佈置 PV 發電裝置，源源不

絕地將太陽光能傳輸到地面，PV 發電將滿足人類所需要的電力，打造成一個零

污染的、幸福舒適的、永續生存的地球。

圖 3 太空中的 PV 發電廠

資料來源：NASA