2016年初春,诺德霍恩购物中心业主面临许多其他老旧商业建筑物持有人都会碰到的问题,该商业用地建筑内有一间主要的超市及多间较小的商店,正受到漏水及满是石绵的屋顶所困扰。偌大的屋顶表面积意味着翻修工作所费不赀,为抵销庞大的支出,业主想到将屋顶结构的翻修与太阳光电系统的安装一同施作。屋顶太阳光电站所产生的太阳能可以卖回市电网,而来自政府电力收购制度的收益将能协助回收此项目的庞大投资。
超市承租人要求生意运作不可被屋顶翻修措施所影响,并且要将新的太阳能系统连接到该地现有的市电网连接点,意味着需要更换旧的电力设备及至少两星期的紧急电力供应。因此,为新的屋顶太阳光电系统建造全新的市电网连结被确认为避免干扰生意的最佳方式。
共有两家公司获选为本案承包商,分别为拥有 25 年再生能源经验的 Prinz Solartechnik,负责规划连到市电网连接点的完整太阳能系统; 以及专长在钢制屋顶系统的 Wopereis Group,负责规划及构筑屋顶及太阳能系统。
本案于 2016 年 3 月开始施作,原有的山墙式屋顶改以类似设计但能快速立起的钢结构替换,建筑物屋顶包含 7 列并排的鞍形屋顶,分别朝向西北与东南,且倾斜角定为 11 度。由于两个半山墙式屋顶各有不同面向,最适合撷取能量的日照便会出现在日间的不同时段。
因此,采用搭载 2 组最大功率点追踪器(MPPT’s)的太阳能逆变器,各组 MPPT 能在日间不同时段独立运作,提供来自每处屋顶表面的最大电力。与平面屋顶相较之下,由于山墙式屋顶有较大的表面积,因此鞍形屋顶多出的优势就在于其设计能够纳入额外的太阳能模块。

诺德霍恩购物中心的鞍形屋顶特写图
台达的 RPI M50A 及 M30A 太阳能逆变器因具备 2 组 MPP 追踪功能,所以被 Prinz Sonnentechnik 选中;同时也因为 Prinz 多年前便开始使用台达的设备,所以有良好熟悉的使用经验。共有 34 台 RPI M50A 及 6 台 RPI M30A 安装在系统中,另有 8,461 片各260 瓦的苏州腾晖太阳能模块也包含在系统中。
由于 M50A 及 M30A 串接式逆变器的小巧机体设计,安装占用空间比集中式逆变器相对小很多。且与集中式逆变器相比,M50A 有着仅 74 公斤的较轻重量,使其易于安装在墙上。这款逆变器是壁挂式,因此不致于占用空间,且在任何时间都易于靠近操作。
此款逆变器高达 98.6% 的高效率对最大能量产出非常重要,在逆变器市场当中,效率值是以 0.1% 来计算,而 IP65 防护等级的坚固铝制机壳能保护内部电子设备免受外头雨雪的湿气侵蚀。可更换的交流及直流端第二类防雷击突波保护器已内建在逆变器中,省下高达 40% 的系统配件成本。

台达 RPI M50A 逆变器有 55kVA 的输出电力
台达的合作伙伴 Prinz Sonnentechnik 为屋顶太阳光电系统所进行的规划与模拟建模,对于购物中心业主打造最佳的太阳光电解决方案至关重要。Prinz藉由使用情境发现,以鞍形屋顶安装搭载2组 MPPT 的台达逆变器,将会比在平面屋顶设计中运用逆变器能产出更多的电量;此外,由于主要的超市承租人已与市电业者谈妥低电价,因此若将产出的太阳能供作自用,将不会是太阳光电站能源的最佳运用方式。
可以确认的是,将太阳光产生的电力并入市电网以交换 EEG(可再生能源法)补偿金比能源内部自用更有潜在价值,让太阳能发电站在2016年度开始运作以获得政府电力收购制度的好处,这点十分重要,EEG 修正案规定 2017 年起超过 750 千瓦的太阳能装置案要有联邦网络管理局(Federal Grid Agency)参与投标,才能获得EEG电力收购的补偿金。
该 2.2 MW 交流电力的屋顶太阳光电系统于2016年12月29日与市电网并联,透过政府电力收购制度所获报酬确保屋顶的投资在未来能够自偿。而环境效益也显而易见,这座太阳能发电站将能多年持续为市电网提供干净能源,同时减少碳排放。台达与 Prinz Sonnentechnik 合作无间,能为中止气候变迁做出贡献,并以高效率太阳能逆变器为全球节能尽一份心力。

德国诺德霍恩的地图位置及卫星照