燁輝的「光支彩」產品 。〈記者陳順成攝〉
【本報記者陳順成高雄報導】國內最專業鍍烤鋼廠—燁輝企業，針對太陽能光電發電產業所使用的鋼材支架，開發出超高耐腐蝕性能烤漆鋼板「光支彩」。燁輝「光支彩」烤漆鋼板具備國產國造、性能價格比最佳且供貨及時的優點，堪稱是太陽能光電發電案場支架材料的最佳選擇。
「光支彩」，這個名稱最近在太陽能光電發電產業中常常聽到；到底「光支彩」是甚麼？有甚麼用途？所謂的「光」。就是代表的是太陽能光電發電產業；「支」代表鋼材支架；「彩」代表的是烤漆鋼板，也表示支架可以擺脫單一冷冰的金屬色調，具色彩化。
政府推廣再生能源利用，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，於2009年6月12日制定”再生能源發展條例”並於同年7月8日公布實施，希望藉由發展再生能源(太陽能、生質能、地熱能、海洋能、風力、水力)發電系統來實現能源多元化的目標，降低對核能發電的依賴與改善燃煤發電所產生的二氧化碳、懸浮物的污染；目標是2025年再生能源發電量占總用電量比例達20%，其中太陽光電建置20GW、離岸風電建置5.7GW，為兩大主力。
再生能源中又以太陽能光電發電系統建置最快、效能也最佳；裝置容量自2009年9.5KW逐年成長，至2019年累計裝置容量已達4.15GW(4,149.5KW)，10年間成長幅度達435倍(資料來源：經濟部能源局)。108年9月26日經濟部提出第二期「太陽光電2年推動計畫」，目標在2020年太陽光電裝置容量要達到6.5GW(2019年與2020年分別新增1.5GW與2.2GW、共3.7GW容量，在2020年將太陽能累計裝置量提升到6.5GW)，主攻農、漁、畜電共生，發展「一地多用」的地面型光電。
太陽能光電發電系統案場設置規劃使用壽命達20~25年；主要包含PV模組(發電)、逆變器(直流電源轉換為交流電)、支架系統(發電模組主支撐結構)等三項系統，大型發電案場則會增設升壓站(併聯台電電網)以及蓄電站。其中PV模組與逆變器因為政府推動自願性產品驗證制度(VPC)，品質上已具有一定的水準與可靠度；但是支架品質控管方面則是在太陽能光電發電系統中較易被人忽略的一環。支架雖不起眼，其造價僅占整個太陽能光電發電系統約10%，但是卻擔負著系統穩定性與壽命中不可缺少的重責大任，支架腐蝕損壞，輕則影響整個系統發電效率；遇到颱風來襲有可能被颱風吹損導致整個發電系統停擺，對大型案場的發電影響絕對難以被忽視。
台灣地區四面環海，冬季平均溫度高且潮濕，冬季又受到東北季風帶來大陸污染物影響，此氣候環境對於鋼材腐蝕影響更是顯著；因此對於太陽能光電發電系統支架的設計與耐腐蝕性能要求更為嚴苛，縱使進口鋼材到台灣使用亦應該針對台灣特殊氣候環境加以調整及補強方能適合台灣地區使用。但實際上大多數鋼材支架均以裸材直接使用而未針對高腐蝕環境多做補強保護，在嚴苛腐蝕環境中支架銹蝕風險增高不少，也造成後續運轉維護(Maintenance, Operating)成本隨著光電發電系統運轉年數日長而倍數增加。
燁輝為提升太陽能光電發電產業對所使用支架材料之耐腐蝕性能，是否與案場所在環境能相互匹配的專業知識與降低支架結構銹蝕損壞風險，遂針對台灣(燁輝)與大陸(燁輝中國)生產工廠供應歐盟、美國以及中國大陸太陽能光電發電相關案場的經驗，提出以具高成形加工性及耐腐蝕性能俱佳的熱浸鍍5%鋁(鎂)鋅鋼品應用在太陽能光電發電案場支架成形用途。可用於一般環境(C1)到中高腐蝕環境(C4)之太陽能發電支架鋼材；但考量台灣為海島環境與秋冬的東北季風以及來自大陸的懸浮污染物對於案場環境支架材料的多重腐蝕性能，燁輝乃著手開發具備超高耐腐蝕性能的鋼材，讓位處多重腐蝕因子的高腐蝕環境案場支架鋼材選用更安心。
鍍烤鋼品市場中烤漆鋼材的應用可分建材類(如屋頂浪板、邊牆板…成形)以及裝飾類(如家電用板、隔間庫板、隔音板…)，鋼板厚度多在1.2mm以下，與太陽能光電發電支架常用鋼材厚度2.0mm / 2.3mm差異不小。燁輝烤漆鋼板最高厚度的生產經驗是1.5mm，距離2.0mm也有差距，如何克服產線生產限制就是一個很大的挑戰。燁輝著手盤點產線設備設計限制以及結合工研院與柏帝能源 李?龍博士豐富的案場支架結構設計經驗，成功將支架厚度由原有使用鋼材規格440N(抗拉強度TS.為440MPa)、厚度2.0mm、2.3mm支架在維持相同耐風壓強度情況下，以提高強度(抗拉強度TS.提高為490N)降低厚度為1.6mm與2.0mm「光支彩」烤漆鋼板來替代；並藉由新開發的支架C鋼成形機的優化設計讓支架角度更穩定、強度提升。
在塗料方面，燁輝憑藉近30年的生產經驗以及專業的研發能力，由曾生產過的近百種塗料中，選擇兼具高耐候性、耐刮傷性以及耐腐蝕性能塗料，此塗料已在台灣燁輝烤漆線生產供應高端建材市場行銷超過10年，使用於恆春、墾丁建築物屋頂及外牆逾10年表面無明顯色差及塗料劣化(粉畫)情況發生，其耐候性能接近業界公認最高等級的氟碳塗料但價格僅為其二分之一，為性能/價格比最優異的塗料。
藉由產線製程能力的調整與精湛的生產經驗，燁輝在今(109)年3月即成功產出第一顆「光支彩」烤漆鋼捲，隨即著手進行一連串的耐腐蝕性能驗證試驗。一般在耐腐蝕試驗評估，現有支架鋼材多以平板進行耐腐蝕(NSS中性鹽霧試驗、CCT循環腐蝕鹽霧試驗)測試，對於實務上的應用(C鋼)有不小的差距。為了貼近產業實際應用狀況，「光支彩」烤漆鋼板先經過專業的C鋼成形機成形為支架C鋼，再以C鋼進行業界標準最嚴苛的CASS(銅鹽-醋酸-鹽霧試驗)試驗來進行，在產業經驗中CASS試驗的腐蝕速率約為NSS試驗的8倍強度，目前市場上支架使用之鋼材若以未加工的平板進行CASS試驗多在200~350小時(紅銹面積5%)之間；「光支彩」C鋼支架CASS試驗可達552小時(紅銹面積5%)，其耐腐蝕性能遠超過現有鍍面碳鋼鋼材1倍以上。
另外，在鄰近海邊的高氯離子環境下，以海水電解腐蝕實驗來針對後塗裝富鋅漆鋼板、304、316不銹鋼板與「光支彩」烤漆鋼板進行測試，把試片浸置到經直流電解離的海中，海水解離後所產生的氯離子、鈉離子與酸根離子(OH-)具有極高的腐蝕性，在浸置6小時後，304、316不銹鋼已產生蝕孔或板材小區域蝕穿破洞情況、後塗裝富鋅漆鋼板漆面已因內部腐蝕隆起並且出現銹水；而「光支彩」烤漆鋼板歷經32小時試驗板面仍然完好，僅邊緣部位發生深度2~4mm銹蝕，印證在高氯離子環境「光支彩」烤漆鋼板耐氯離子腐蝕性能亦優於不銹鋼材料。
台灣太陽能光電發電系統歷經多年發展，自2018年起因有政府政策大力推動而迅速發展，但太陽能光電支架材料的發展卻是停滯不前，以致早期建置的太陽能案場支架多因選材不當才短短5、6年即已發生銹蝕情況，嚴重者甚至影響整個發電系統結構，使得預期投資效益大打折扣。在可預見的5年內隨著太陽能光電發電案場建置容量加大，太陽能發電的穩定性不僅僅是產出綠電而已；在併聯入台電電力系統變成電力供應的一環後，太陽能發電系統供電的穩定性也影響到區域電力平衡的穩定性，不可不慎。
台灣四面環海，受海洋氣候的影響環境屬高溫、潮濕情況，鄰近海岸線並有高鹽份以及東北季風帶來大陸的懸浮污染物，北台灣並有火山且全島有多處溫泉；除位於島中央山區以外環境屬較嚴苛且多變的腐蝕環境，對於鋼材使用尤應特別注意。太陽能發電案場建置均以20~25年運轉壽命來規劃，運轉期間系統任何一個環節出問題都會影響發電效能。而支架更是支撐整個系統穩定最關鍵的一環。面對系統運轉20年期間環境的不斷變化，選用一個全方位耐腐蝕材料絕對是一個至關重要的決定，燁輝「光支彩」烤漆鋼板不管是在高腐蝕環境或高氯離子濃度環境其耐腐蝕性能表現均優於其他鋼材。
◆參考資料
台灣民眾電子報