輸入裝置容量(kW),再選擇地區的參考值(或自己輸入日射量),就會顯示每月和每年的發電量。選擇屋頂的方位和傾斜角,會自動填入修正係數。
這個頁面可以做什麼
- 只要輸入裝置容量(kW)和當地的傾斜面日射量,就能馬上知道每月和每年的發電量(度)、每瓩年發電量,以及每月平均、每天平均
- 日射量可以選「只輸入一個年平均的簡易模式」或「輸入 1~12 月的月別模式」,也能直接套用台北、新竹、台中、嘉義、台南、高雄、花蓮、台東、澎湖的參考值
- 選擇屋頂的方位(南、東南/西南、東/西)和傾斜角(0~40°),會自動填入以正南、傾斜 30° 為 100% 的修正係數(數值可以自由修改)
- 系統效率(把逆變器轉換效率、溫度、髒汙和配線等損失合在一起的係數)可以從預設的 0.73 修改,也會顯示每月發電量的長條圖
- 公式的淺顯解說,以及可直接複製到 Excel、Google 試算表、Python 使用的公式,也都整理在這個頁面
這個計算有什麼用?
業者的報價單或試算表上會寫「預估年發電量 ○○ 度」。把同樣的容量和當地的日射量填進這個公式自己算一次,就能看出那個數字是用標準的前提(日射量、損失係數)算出來的,還是相當樂觀的前提。
參考標準是台電 114 年的實際統計:每瓩年發電量全台平均約 1,158 度,北部約 1,000 度、中南部約 1,200 度。如果報價是每瓩 1,500 度,就確認日射量和係數的前提;如果只有 850 度,就確認遮蔭和方位的條件,這樣就能找到「該問的重點」。發電量會因天氣和遮蔭而改變,計算結果只是依條件發電時的值。
把太陽能板分別放在斜屋頂的東面和西面,或放在朝東南的屋頂上,都是常見的設置方式。看修正係數的表就知道,朝東或朝西(傾斜 30°)也有正南的 85% 左右,朝東南或西南約 96% 的日射量。
在認定「不是朝南就沒辦法」之前,先用實際的方位和傾斜角算出發電量,就能用數字思考是要增加設置面積、用容量來補,還是改放在別的面。
用月別模式計算,就能看到台灣南北不同的一年起伏。台北冬天受東北季風影響多雲雨,5 kW 的系統 1 月約 294 度,7 月約 588 度,相差約 2 倍;台中則是冬天乾季晴天多,最多的 3 月、10 月約 588 度,最少的 6 月(梅雨季)約 482 度,起伏小很多(都是用地區參考值算出的值)。
知道這個起伏,就能預估「夏天白天的冷氣用電可以靠發電支應」「北部冬天發電少,要以買電為主」,作為考慮儲能電池容量的基礎。
在台灣,住宅屋頂的太陽能大多採用把發的電全部賣給台電的「全額躉售」,收購價格依經濟部每年公告的躉購費率,簽約後 20 年固定。以 115 年度屋頂型 1 瓩以上不及 10 瓩的費率每度 5.6279 元(行政院公報 2026 年 1 月 2 日公告)計算,台中 5 kW、年發電約 6,381 度的系統,一年的售電收入約 35,900 元。實際適用的費率依簽約或完工的時期而定,詳細的回本試算請使用相關頁面的回本年數計算機。
把電費單一年份的計費度數加總,就能知道家裡一年的用電量,可以和年發電量比較。也有把發的電先自己用、剩下的再賣的「自發自用+餘電躉售」,自用的比例會隨生活型態改變,發電量和用電量相同,電費也不一定會變成零。
設置後在監控系統上看到的發電量比計算少時,把實際那個月的日射量重新填進這個公式,就能區分是天氣造成的差距,還是其他原因(遮蔭、髒汙、鹽害、設備故障、衰減)。
例如晴天多的月份,發電量卻只有計算值的一半,就很難用天氣來解釋,可以趁這個機會,請業者或施工廠商檢查樹木或建築物的遮蔭、模組的髒汙(落塵、鳥糞),以及逆變器的狀態。
公式
符號與用語解說
符號
| \(H_m\) | 設置面(實際的方位、傾斜角)的傾斜面日射量每日平均值,單位是 kWh/m²/日。\(H\) 是表示日射量的慣用符號,在太陽能領域,通常把日射量(irradiation)寫成 \(H\)、日射強度(irradiance)寫成 \(G\)。右下的 \(m\) 取自 month(月),是表示「幾月的值」的下標。 |
| \(H_{m,0}\) | 正南、傾斜 30° 面上的每月日射量(地區參考值或日射量資料的值)。下標 \(0\) 代表「修正前的基準值」。 |
| \(f\) | 方位角、傾斜角的修正係數(%)。以正南、傾斜 30° 的日射量為 100 時的相對值,取自英文 factor(係數)的第一個字母。 |
| \(K\) | 系統效率。把溫度、逆變器、髒汙和配線等造成的損失合在一起表示的係數,這個計算機的預設值是 0.73。用常代表係數(coefficient)的字母 \(K\) 表示。 |
| \(P\) | 裝置容量。太陽能模組標稱最大輸出功率的合計,單位是 kW(瓩)。取自英文 power(電功率)的第一個字母。 |
| \(D_m\) | 該月的天數(1 月是 31 天、2 月是 28 天)。取自英文 days(天數)的第一個字母,\(m\) 是表示月份的下標。 |
| \(G_s\) | 標準日射強度。決定太陽能模組輸出的測試(標準測試條件)中照射的光強度,規定為 1 kW/m²。\(G\) 是日射強度的慣用符號(取自 global irradiance=全天日射強度),\(s\) 取自 standard(標準)。 |
| \(E_m\) | 每月發電量,單位是 kWh(度)。取自英文 energy(能量、電能)的第一個字母,\(m\) 是表示月份的下標。 |
| \(E_{\mathrm{year}}\) | 年發電量(kWh)。月別模式是 \(E_1\) 到 \(E_{12}\) 的合計,簡易模式是用年平均日射量直接求出的值。 |
| \(H\) | 簡易模式使用的設置面日射量年平均(kWh/m²/日)。是把每月的 \(H_m\) 平均成一年的值。 |
用語
| 日射量 | 從太陽送到地面(或屋頂)的光能量。這個計算機用「每 1 m² 的面每天收到幾 kWh」(kWh/m²/日)表示。晴天越多的地區和季節,數值越大。 |
| 傾斜面日射量 | 不是水平地面,而是像屋頂這樣傾斜的面所收到的日射量。太陽的高度會隨季節改變,所以朝南傾斜的面,一年收到的日射通常比水平面多。中央氣象署等觀測的「全天空日射量」是水平面的值,直接拿來用,算出的發電量會偏少(台灣緯度較低,差距比日本小)。 |
| kWh/m²/日 | 日射量的單位,代表每 1 m² 的面每天收到的能量(kWh)。數值可以直接解讀成「一天相當於有幾小時照到 1 kW/m² 的強烈陽光」(等效日照時數)。 |
| 等效日照時數 | 日射量(kWh/m²/日)除以標準日射強度(1 kW/m²)的值,單位是小時,也稱為峰值日照時數(peak sun hours)。表示「一天相當於滿載發電幾小時」,乘以裝置容量(kW)就是沒有損失時一天的發電量(kWh)。台電統計的「每瓩日購電量」(114 年全台平均 3.17 度)就相當於扣掉損失後的等效日照時數。 |
| 裝置容量 | 太陽能模組(太陽能板)標稱最大輸出功率全部加起來的值(kW,也寫作瓩或 kWp)。是表示太陽能發電系統大小的基本數值,像「5 瓩的系統」;每片 400 W 的模組 13 片就是 5.2 kW。台灣的躉購費率也依裝置容量分級(例如屋頂型 1 瓩以上不及 10 瓩)。 |
| 標稱最大輸出功率 | 一片模組在標準測試條件(日射強度 1 kW/m²、模組溫度 25 ℃等)下能輸出的電功率(W)。型錄上的「○○ W」就是這個值,實際在屋頂上溫度和日射條件不同,大部分時間都以比它小的輸出運轉。 |
| 標準測試條件 | 測量模組輸出時的固定條件(日射強度 1 kW/m²、模組溫度 25 ℃、固定的光譜)。取英文 Standard Test Conditions 的字首,也寫作 STC。公式的 \(G_s\)(1 kW/m²)就是這個條件的日射強度。 |
| 系統效率 | 相對於用日射量和容量算出的「理想發電量」,實際能發多少電的係數,也稱為性能比(PR 值)。把溫度造成的輸出下降、逆變器的轉換損失、髒汙、配線損失等合在一起,住宅用大約 0.7~0.8,這個計算機的預設值是 0.73。 |
| 逆變器 | 把太陽能板產生的直流電,轉換成家裡和電網使用的交流電的裝置,法規和台電文件中稱為「變流器」。轉換時會損失幾 % 的電,是系統效率中包含的損失之一。 |
| 方位角 | 太陽能板朝向哪個方位。在台灣也是朝正南發電最多,朝東或朝西約是正南的 85% 左右,朝北會大幅下降。這個計算機選擇方位後會自動填入修正係數。 |
| 傾斜角 | 太陽能板傾斜的角度,水平是 0°。台灣緯度較低,年發電量大約在傾斜 15~20° 時最大;RC 平屋頂常考慮颱風的風壓,用 5~15° 左右的支架。傾斜一點也有助於雨水沖走灰塵。 |
| 每瓩年發電量 | 年發電量(度)除以裝置容量(kW)的值(度/kW/年)。是比較不同容量的系統或地區的尺標。在台灣,依台電 114 年的統計,實際案場的全台平均約 1,158 度,北部約 1,000 度、中南部約 1,200 度。 |
| 衰減 | 太陽能板隨著年數逐漸降低輸出的現象,一般說每年約 0.5% 左右,這個計算機的公式沒有包含。長期估算時,可以把系統效率調小一點,或另外乘以衰減率來考慮。 |
建議先了解的基礎知識
為了讓您「理解意義」地使用這個頁面的計算,這裡整理了建議先了解的基礎知識。
遇到卡關時,回頭複習這個表格的內容是最快的方法。
| 小數的乘法與除法(國小五、六年級,10~12 歲) |
|
| 比率與百分率(國小五年級,10~11 歲) |
|
| 單位與單位的組合(國小到國中,6~15 歲) |
|
| 電功率與電能(國中理化,12~15 歲) |
|
| 太陽的運行與季節(國小到國中自然科學,8~15 歲) |
|
用 Excel 計算的方法
| 正南、傾斜 30° 的日射量(kWh/m²/日) | 4.8 |
| 方位與傾斜的修正係數(%) | 85 |
| 設置面的日射量(kWh/m²/日) | =B1*B2/100 |
| 設置面的日射量(kWh/m²/日) | 4.8 |
| 系統效率 K | 0.73 |
| 裝置容量(kW) | 5 |
| 該月的天數(天) | 31 |
| 標準日射強度(kW/m²) | 1 |
| 每月發電量(kWh) | =B1*B2*B3*B4/B5 |
| 年平均日射量(kWh/m²/日) | 4.79 |
| 系統效率 K | 0.73 |
| 裝置容量(kW) | 5 |
| 年發電量(kWh) | =B1*B2*B3*365 |
| 每瓩年發電量(kWh/kW/年) | =B4/B3 |
| 每月平均發電量(kWh/月) | =B4/12 |
| 每天平均發電量(kWh/日) | =B4/365 |
| 1 月的日射量(kWh/m²/日) | 4.8 |
| 2 月的日射量(kWh/m²/日) | 5.1 |
| 3 月的日射量(kWh/m²/日) | 5.2 |
| 4 月的日射量(kWh/m²/日) | 5.0 |
| 5 月的日射量(kWh/m²/日) | 4.7 |
| 6 月的日射量(kWh/m²/日) | 4.4 |
| 7 月的日射量(kWh/m²/日) | 4.6 |
| 8 月的日射量(kWh/m²/日) | 4.3 |
| 9 月的日射量(kWh/m²/日) | 4.9 |
| 10 月的日射量(kWh/m²/日) | 5.2 |
| 11 月的日射量(kWh/m²/日) | 4.8 |
| 12 月的日射量(kWh/m²/日) | 4.5 |
| 系統效率 K | 0.73 |
| 裝置容量(kW) | 5 |
| 1 月的發電量(kWh) | =B1*$B$13*$B$14*31 |
| 2 月的發電量(kWh) | =B2*$B$13*$B$14*28 |
| 3 月的發電量(kWh) | =B3*$B$13*$B$14*31 |
| 4 月的發電量(kWh) | =B4*$B$13*$B$14*30 |
| 5 月的發電量(kWh) | =B5*$B$13*$B$14*31 |
| 6 月的發電量(kWh) | =B6*$B$13*$B$14*30 |
| 7 月的發電量(kWh) | =B7*$B$13*$B$14*31 |
| 8 月的發電量(kWh) | =B8*$B$13*$B$14*31 |
| 9 月的發電量(kWh) | =B9*$B$13*$B$14*30 |
| 10 月的發電量(kWh) | =B10*$B$13*$B$14*31 |
| 11 月的發電量(kWh) | =B11*$B$13*$B$14*30 |
| 12 月的發電量(kWh) | =B12*$B$13*$B$14*31 |
| 年發電量(kWh) | =SUM(B15:B26) |
| 每瓩年發電量(kWh/kW/年) | =B27/B14 |
第 1 個表格是把正南、傾斜 30° 的日射量 4.8 乘以朝東或朝西(85%)修正的表格,B3 會顯示 4.08。第 2 個表格是日射量 4.8、K=0.73、5 kW、31 天的每月發電量,B6 會顯示 543.12(kWh)。
第 3 個表格是用年平均日射量 4.79 求年發電量,B4 會顯示 6381.4775(約 6,381 kWh),B5 會顯示 1276.2955(每瓩約 1,276 kWh)。
第 4 個表格是用台中的每月日射量參考值算出 12 個月的發電量再加總,B27 的年發電量約 6,381 kWh,B28 約 1,276 kWh/kW/年。B13、B14 在各月的公式中用「$B$13」這樣的絕對參照固定,所以只要改係數和容量,12 個月會一起重新計算。
用 Google 試算表計算的方法
| 正南、傾斜 30° 的日射量(kWh/m²/日) | 4.8 |
| 方位與傾斜的修正係數(%) | 85 |
| 設置面的日射量(kWh/m²/日) | =B1*B2/100 |
| 設置面的日射量(kWh/m²/日) | 4.8 |
| 系統效率 K | 0.73 |
| 裝置容量(kW) | 5 |
| 該月的天數(天) | 31 |
| 標準日射強度(kW/m²) | 1 |
| 每月發電量(kWh) | =B1*B2*B3*B4/B5 |
| 年平均日射量(kWh/m²/日) | 4.79 |
| 系統效率 K | 0.73 |
| 裝置容量(kW) | 5 |
| 年發電量(kWh) | =B1*B2*B3*365 |
| 每瓩年發電量(kWh/kW/年) | =B4/B3 |
| 每月平均發電量(kWh/月) | =B4/12 |
| 每天平均發電量(kWh/日) | =B4/365 |
| 1 月的日射量(kWh/m²/日) | 4.8 |
| 2 月的日射量(kWh/m²/日) | 5.1 |
| 3 月的日射量(kWh/m²/日) | 5.2 |
| 4 月的日射量(kWh/m²/日) | 5.0 |
| 5 月的日射量(kWh/m²/日) | 4.7 |
| 6 月的日射量(kWh/m²/日) | 4.4 |
| 7 月的日射量(kWh/m²/日) | 4.6 |
| 8 月的日射量(kWh/m²/日) | 4.3 |
| 9 月的日射量(kWh/m²/日) | 4.9 |
| 10 月的日射量(kWh/m²/日) | 5.2 |
| 11 月的日射量(kWh/m²/日) | 4.8 |
| 12 月的日射量(kWh/m²/日) | 4.5 |
| 系統效率 K | 0.73 |
| 裝置容量(kW) | 5 |
| 1 月的發電量(kWh) | =B1*$B$13*$B$14*31 |
| 2 月的發電量(kWh) | =B2*$B$13*$B$14*28 |
| 3 月的發電量(kWh) | =B3*$B$13*$B$14*31 |
| 4 月的發電量(kWh) | =B4*$B$13*$B$14*30 |
| 5 月的發電量(kWh) | =B5*$B$13*$B$14*31 |
| 6 月的發電量(kWh) | =B6*$B$13*$B$14*30 |
| 7 月的發電量(kWh) | =B7*$B$13*$B$14*31 |
| 8 月的發電量(kWh) | =B8*$B$13*$B$14*31 |
| 9 月的發電量(kWh) | =B9*$B$13*$B$14*30 |
| 10 月的發電量(kWh) | =B10*$B$13*$B$14*31 |
| 11 月的發電量(kWh) | =B11*$B$13*$B$14*30 |
| 12 月的發電量(kWh) | =B12*$B$13*$B$14*31 |
| 年發電量(kWh) | =SUM(B15:B26) |
| 每瓩年發電量(kWh/kW/年) | =B27/B14 |
用 Python 計算的方法
capacity_kw = 5 # 裝置容量 P(kW)
design_factor = 0.73 # 系統效率 K
orientation_percent = 100 # 方位與傾斜的修正係數 f(%)。正南、傾斜 30° 是 100
standard_irradiance = 1 # 標準日射強度 Gs(kW/m²)
# 正南、傾斜 30° 的每月日射量(kWh/m²/日)。例子是台中的參考值
irradiation_south30 = [4.8, 5.1, 5.2, 5.0, 4.7, 4.4, 4.6, 4.3, 4.9, 5.2, 4.8, 4.5]
days_in_month = [31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31]
yearly_kwh = 0
for month, (h0, days) in enumerate(zip(irradiation_south30, days_in_month), start=1):
h = h0 * orientation_percent / 100 # 設置面的日射量 Hm
monthly_kwh = h * design_factor * capacity_kw * days / standard_irradiance # 每月發電量 Em
yearly_kwh += monthly_kwh
print(f"{month:2d} 月: {monthly_kwh:.1f} kWh")
print(f"年發電量: {yearly_kwh:.0f} kWh")
print(f"每瓩年發電量: {yearly_kwh / capacity_kw:.0f} kWh/kW/年")
print(f"每月平均: {yearly_kwh / 12:.1f} kWh/月, 每天平均: {yearly_kwh / 365:.2f} kWh/日")
用 LaTeX 等數學式語言的寫法(可直接複製)
Hₘ = Hₘ,₀ × f ÷ 100
H_{m} = H_{m,0} \times \frac{f}{100}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>H</mi><mi>m</mi></msub>
<mo>=</mo>
<msub><mi>H</mi><mrow><mi>m</mi><mo>,</mo><mn>0</mn></mrow></msub>
<mo>×</mo>
<mfrac><mi>f</mi><mn>100</mn></mfrac>
</mrow>
</math>
H_m = H_(m,0) * f / 100
irradiation = baseIrradiation*factor/100
H_m := H_m0*f/100;
H_m = H_m0*f/100;
H_m = H_(m,0)×f/100
Eₘ = Hₘ × K × P × Dₘ ÷ Gₛ
E_{m} = \frac{H_{m} \times K \times P \times D_{m}}{G_{s}}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>E</mi><mi>m</mi></msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msub><mi>H</mi><mi>m</mi></msub>
<mo>×</mo>
<mi>K</mi>
<mo>×</mo>
<mi>P</mi>
<mo>×</mo>
<msub><mi>D</mi><mi>m</mi></msub>
</mrow>
<msub><mi>G</mi><mi>s</mi></msub>
</mfrac>
</mrow>
</math>
E_m = (H_m * K * P * D_m) / G_s
monthlyEnergy = irradiation*designFactor*capacity*days/standardIrradiance
E_m := H_m*K*P*D_m/G_s;
E_m = H_m*K*P*D_m/G_s;
E_m = (H_m×K×P×D_m)/G_s
E_year = H × K × P × 365 ÷ Gₛ
E_{\mathrm{year}} = \frac{H \times K \times P \times 365}{G_{s}}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>E</mi><mtext>year</mtext></msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>H</mi>
<mo>×</mo>
<mi>K</mi>
<mo>×</mo>
<mi>P</mi>
<mo>×</mo>
<mn>365</mn>
</mrow>
<msub><mi>G</mi><mi>s</mi></msub>
</mfrac>
</mrow>
</math>
E_"year" = (H * K * P * 365) / G_s
yearlyEnergy = irradiation*designFactor*capacity*365/standardIrradiance
E_year := H*K*P*365/G_s;
E_year = H*K*P*365/G_s;
E_year = (H×K×P×365)/G_s
請 ChatGPT 幫忙計算的方法
你是太陽能發電量的計算助理。請務必實際執行 Python 程式碼來進行以下計算,並只根據執行結果的數值回答(不要用心算或推測回答)。 把裝置容量 5 kW 的太陽能發電系統,設置在朝正南、傾斜 30° 的屋頂上。系統效率是 0.73,標準日射強度是 1 kW/m²。 正南、傾斜 30° 的每月日射量(kWh/m²/日)從 1 月起依序是 4.8, 5.1, 5.2, 5.0, 4.7, 4.4, 4.6, 4.3, 4.9, 5.2, 4.8, 4.5。 每月發電量(kWh)請用「日射量 × 系統效率 × 裝置容量 × 該月的天數 ÷ 標準日射強度」計算(一年 365 天,2 月 28 天)。 請分別求出以下數值: 1. 1 月到 12 月的每月發電量(kWh,到小數第 1 位) 2. 年發電量(kWh)和每瓩年發電量(kWh/kW/年) 3. 每月平均和每天平均的發電量 請列出計算用的公式和執行結果的數值。
使用方法
-
1輸入數值在輸入欄中輸入要計算的數值
-
2計算按下「計算」按鈕
-
3查看結果計算結果會立即顯示。計算的思路和公式的解說,也都能在同一個頁面查看
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