工具的功能
串列過長,寒冷的早晨可能超過逆變器的最大電壓;串列過短,炎熱的午後則會低於 MPPT 電壓範圍。工具依規格書的係數與場址溫度算出這兩個限值,檢查每路 MPPT 的電流,再估算陣列一年的發電量。
- 串列:最低環境溫度下的開路電壓、最高與最低模組溫度下的最大功率點電壓、每串允許的模組數、距最大電壓的餘裕、每路 MPPT 的工作電流與短路電流、啟動電壓,以及容配比(DC/AC)。
- 設計溫度:取場址 24 年的 NASA POWER 逐日資料,得出歷年極端值與年平均的最低、最高氣溫,並將依據寫入報告。
- 發電量:逐小時模擬,涵蓋太陽位置、傾斜面上的天空散射、反射損失、模組溫度、溫度係數、系統損失,以及含削波的逆變器效率曲線。輸出月別表、等效利用小時數、系統效率(PR)、容量因數,以及從日射到交流側的損失鏈。
- 方案:同一場址、同一設備下最多四個設計方案並排比較。
使用方式
- 輸入場址,或開啟氣象檔案(場址也會一併設定)。
- 取得設計溫度,並選擇法規或電力公司要求的依據:歷史極端最低溫,或年平均最低溫。
- 貼上模組與逆變器規格書中的電氣參數,按「讀取數值」並逐項核對。數值也可以手動輸入。
- 在「串列」頁,從允許範圍中選擇串列長度,設定串數與 MPPT 數;每項檢查都會顯示數值、限值與結果。
- 載入氣象資料:在瀏覽器中取得一年的 NASA POWER 逐時資料,或使用 PVGIS 的典型氣象年或 EPW 檔案。在「發電量」與「方案」頁查看結果,在「損失」頁依場址調整損失。
- 匯出設計報告、活頁簿或逐時 CSV。
該用哪種氣象資料
NASA POWER 可直接載入任何地點、任何年份的資料。PVGIS 的典型氣象年(TMY)比單一年份更能代表長期氣候;請到 PVGIS 網站下載後,在此開啟該檔案。同一棟屋頂在首爾,NASA POWER 2023 的水平面日射量約為 1,428 kWh/m²,PVGIS TMY 約為 1,525 kWh/m²,發電量的差距也大致相同。報告會註明所用資料,因此兩份估算可以公平比較。
驗證方式
串列電壓與已發表的手算結果一致:23 片 Voc 為 22.60 V、溫度係數為 -0.075 V/°C 的模組,在 -7 °C 時為 575 V(Mike Holt 的 NEC 範例);修正後 Voc 為 44.6 V 時,600 V 逆變器允許 13 片。發電量模型與 pvlib-python 比對,兩者在相同的 PVGIS 典型年上使用相同公式,年發電量相差在 0.01 % 以內(首爾 1,475.05 對 1,475.03 kWh/kWp)。與 PVGIS 自身的結果相比,系統效率(PR)已排除典型年與 PVGIS 多年平均日射之間的差異,兩者相差在 1.5 個百分點以內:
| 地點 | PVGIS 系統效率(PR) | 本工具 |
|---|---|---|
| 首爾 | 80.0 % | 79.9 % |
| 東京 | 79.2 % | 79.4 % |
| 柏林 | 80.1 % | 79.7 % |
| 德里 | 75.1 % | 75.3 % |
| 丹佛 | 79.2 % | 77.9 % |
條件:1 kWp 結晶矽,各地點採用 PVGIS 最佳傾角與方位角,系統損失 14 %,不計地平線遮蔽,PVGIS 5.3,結果讀取於 2026-10-19。
限制
地平線或周邊物體造成的遮蔭只以百分比損失處理,未建立模型;雙面增益、追日系統與光譜效應同樣未建模。串列限值採用您輸入的係數;各國法規可能要求不同的依據或修正表,最終由主管機關與電力公司決定。本工具為設計輔助,不能取代簽證圖說或電力公司的審查。
來源
- 模型移植自 pvlib-python(BSD-3-Clause);逆變器與直流模型依據 PVWatts Version 5 manual。
- 氣象資料:NASA POWER(使用不受限制,請註明出處)、PVGIS(歐盟執委會 JRC)。
- 串列電壓範例:Mike Holt, NEC 690.7 sample。
最近查核 2026-10-19