這個計算器能做什麼
離網太陽能發電計算器可協助你估算獨立太陽能系統的兩大核心元件：太陽能板陣列的規模（以瓦為單位）以及電池組容量（以瓦時和安時表示）。計算會以你的每日用電量為起點，並一併考量當地日照、你希望的備援天數、電池放電深度，以及整體系統損耗。
使用方式
請輸入你的平均每日用電量（以千瓦時計）、所在地的尖峰日照時數、電池組電壓（常見為 12、24 或 48 V）、你希望的自主供電天數（無日照時的備援天數）、電池可用的放電深度，以及一個涵蓋線路、逆變器與充電控制器損耗的整體系統效率。
公式說明
太陽能板陣列的規模需設計成：在扣除損耗後，仍能於可用的日照時數內補回一整天的用電量。設 E_{day} = 每日用電量（kWh）、H_{sun} = 尖峰日照時數、\eta = 效率比例：
電池組必須儲存足夠的可用電量，以支撐你設定的自主供電天數 D，並依所選的放電深度 DoD 計算，再透過電池組電壓 V 換算成安時：
實例計算
假設你每日用電 5 kWh、可得 5 小時尖峰日照、使用 48 V 電池組、希望有 2 天自主供電、放電深度採 50%、系統效率為 75%。則陣列規模為：
而電池儲能與容量為：
各地區的峰值日照時數
「峰值日照時數」（peak sun hours，PSH）以完整 1000 W/m² 日照的小時數來表示某地點每日的太陽能量，因此 5 PSH 代表當天約接收到 5 kWh/m²。對於離網系統，應以最不利月份（通常是隆冬）而非年平均值來設計太陽能板陣列，因為那正是能量最稀缺、自主供電最重要的時候。
下列數值為近似、被廣泛引用的氣候平均值，並未依附於任何單一標準。太陽能資源高度取決於當地氣候、遮蔭與朝向，因此在確定設計之前，請以輻照度資料庫（例如 NASA POWER、歐盟的 PVGIS，或美國 NREL 國家太陽輻射資料庫）核實您確切的場址。
| 地點（代表性） | 冬季 ≈（kWh/m²/日） | 夏季 ≈（kWh/m²/日） | 年平均 ≈ |
|---|---|---|---|
| 赤道地區（例如肯亞奈洛比） | ≈ 5 | ≈ 6 | ≈ 5–6 |
| 美國亞利桑那州鳳凰城 | ≈ 4–4.5 | ≈ 7–7.5 | ≈ 6–6.5 |
| 西班牙馬德里 | ≈ 2–2.5 | ≈ 7 | ≈ 4.5–5 |
| 澳洲雪梨 | ≈ 3 | ≈ 6 | ≈ 4.5–5 |
| 英國倫敦 | ≈ 0.8–1 | ≈ 4.5–5 | ≈ 2.5–3 |
| 德國柏林 | ≈ 0.8–1 | ≈ 5 | ≈ 2.7–3 |
請注意此規律：季節性差距會隨緯度急遽擴大。在赤道附近，冬季與夏季相近；而中、高緯度場址（倫敦、柏林）夏季所接收的日照可能約為冬季的五倍——因此當地的全年離網系統必須以偏低的冬季數值來設計。
關鍵輸入值的典型數值
以下是本計算器輸入項的一般工程經驗法則。請務必對照您打算購買的電池、逆變器與充電控制器的具體規格書加以確認。
放電深度（dod）
- 液態／密封鉛酸電池：應將可用放電深度維持在接近 50%，以保有循環壽命；每日放電越深，會顯著縮短電池壽命。
- LiFePO4（磷酸鐵鋰）：通常額定可用放電深度為 80% 至 90%，因此每額定安培小時可提供多得多的可用能量。
整體系統效率（efficiency）
一旦計入逆變器轉換、充電控制器損耗（MPPT 通常優於 PWM）、線路與電池往返損耗、溫度以及面板積塵，整體系統效率通常約為 70% 至 80%。對於長線路、炎熱氣候或 PWM 控制器，請採用較低的數值。
常見電池組電壓（system_voltage）
- 12 V——小型系統（休旅車、小屋，負載至數百瓦）。
- 24 V——中型住家與較大負載。
- 48 V——整戶住家與較大陣列；電壓越高代表電流越低、線材越細，電阻損耗也越少。
自主供電天數（autonomy_days）
- 2–3 天——適用於溫和、日照可靠的氣候。
- 3–5 天以上——適用於多雲或高緯度、長時間陰天的地區，或適用於不可中斷的關鍵負載。
實用的系統設計建議
依循以下步驟，將計算器的原始數字轉化為可實際建置且具韌性的系統。
- 將太陽能板陣列超額配置約 10–25%。模組老化、灰塵、高溫、線路損耗以及低於平均的陰天都會降低實際輸出，因此在理論最小值之上加上餘裕——多雲氣候與關鍵負載應留更多餘裕。
- 進位到整片實體面板。面板以固定瓦數供應（通常每片 300–450 W），因此應將所需陣列功率向上進位到整數片模組，而非向下取整。
- 使充電控制器與逆變器相匹配。依陣列的短路電流與電壓（並保留餘裕）來選定充電控制器，並依您最大的同時負載加上突波來選定逆變器，而不僅是平均耗電。
- 以安培小時核算電池組。將所需可用能量換算為在您系統電壓與放電深度下的安培小時，然後在採購前確認它能整齊對應到現有的模組容量（例如 100 Ah 或 200 Ah 單元）。
實例演算
假設某小屋每日使用 3 kWh，最不利月份提供 4 個峰值日照時數，整體系統效率為 75%。陣列功率為：
因此最小陣列為 1000 W。套用 20% 的超額配置餘裕後為 1000 × 1.20 = 1200 W，可整齊進位為三片 400 W 面板（1200 W）。至於電池尺寸，在 48 V LiFePO4 電池組、80% 放電深度下維持 2 天自主供電，所需可用能量為 3 × 2 = 6 kWh，故額定容量為 ((6000) ÷ (0.80)) = 7500 Wh，即 ((7500) ÷ (48)) ≈ 156 Ah——向上進位到標準電池組，例如在 48 V 下 2 × 100 Ah（200 Ah）。
本文為一般工程資訊，並非專業建議。電氣系統設計與安裝攸關安全；請讓合格的太陽能安裝人員或電氣技師審核您的最終設計與配線，並遵循您當地的規範。
使用注意事項與精準校對原則（6 大核心守則）
📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位
輸入各項數值時請務必確認量綱（例如小時、天數、金額、百分比），避免單位不匹配引發推算偏差。
🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障
所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成，資料絕不上傳伺服器，嚴格守護商業與個人隱私。
📊 3. 符合公認學術與產業計算模型
演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型，經多重情境交叉核對，數值嚴密精確。
📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出
支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿，亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。
🔄 5. 多情景敏感度動態對比
建議針對極端值與多組預期情景分別試算，觀察輸出數據的波動區間，輔助做出更穩健的決策。
🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明
本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用，如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。