太陽能追日系統值不值得：太陽幾何與全壽命經濟模型

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本文提供分析方法；早期個案以示範天氣與成本假設運行，不是澳門或其他地點的投資報價。

追日器提高平面入射輻照，但同時增加馬達、結構、土地、維修和停機風險。是否合算取決於緯度、直射輻照比例、電價、融資與風載，而不只是發電增幅。

太陽位置

由時間、經緯度求太陽天頂角 $\theta_z$ 與方位角 $\gamma_s$ 。固定面傾角 $\beta$ 、方位 $\gamma_p$ 的入射角滿足

\cos\theta_i =\cos\theta_z\cos\beta +\sin\theta_z\sin\beta \cos(\gamma_s-\gamma_p).

實作應使用可靠太陽位置演算法並處理時區、夏令時間與地平線。

POA 輻照由直射、天空散射及地面反射組成：

G_{\mathrm{POA}} =\mathrm{DNI}\cos\theta_i +G_{\mathrm{sky}} +\rho_g\,\mathrm{GHI} \frac{1-\cos\beta}{2}.

散射模型在多雲地區尤其重要。若只有合成晴空資料，會高估追日收益。

單軸追日要限制旋轉角，並使用 backtracking 避免列間遮蔭；雙軸可保持接近法向，但耗地與維護更高。風速超標時進入 stow 模式。控制器自身用電亦應扣除。

直流功率可寫成

P_{\mathrm{dc}} =P_{\mathrm{STC}} \frac{G_{\mathrm{POA}}}{1000} [1+\gamma_T(T_c-25^\circ\mathrm C)],

再加入逆變器效率、削峰、污損、遮蔭、可用率及逐年衰減。

淨現值為

\mathrm{NPV} =-C_0+\sum_{y=1}^{Y} \frac{R_y-C_{\mathrm{OM},y}-C_{\mathrm{replace},y}} {(1+r)^y}.

平準化度電成本則以折現成本除以折現發電量。比較方案時應使用相同系統邊界、融資假設與殘值。

追日器值得採用的條件，不是一個全球固定電價門檻。可為每個地點計算增量 NPV：

\Delta\mathrm{NPV} =\mathrm{NPV}_{\mathrm{tracker}} -\mathrm{NPV}_{\mathrm{fixed}},

再對資本溢價、DNI、故障率、電價與折現率做敏感度和情境分析。若 $\Delta\mathrm{NPV}$ 的分佈跨過零，結論應表達成風險而非「必定划算」。

使用逐時實測或衛星再分析天氣，納入颱風 stow、屋頂載荷、鹽霧維修和有限空間；以本地報價及電價情境計算。最後與固定最佳傾角、東西向低傾角及不同 DC/AC 比例公平比較。