過去幾年間，許多國家因欠缺興建太陽能發電廠所需的土地，因此開始將目光投向於建構在水面上的漂浮式太陽能島嶼。這種替代性發電廠，使用水上漂浮平台來放置太陽能板，以節省所費不貲的土地面積。由於水具有良好的冷卻特性，使得太陽能板即便在高溫下也能正常運作。如此一來，發電廠便能在壓力下發揮絕佳運作效率。此外，漂浮式太陽能板提供的遮蔽有助於減少水份蒸發，可節約水庫所需的水量。目前，中國、日本、台灣和韓國等國皆已建置了漂浮式太陽能發電廠， 總發電量高達 2,400 MW1，足以為 240,000 戶家庭供電。漂浮式太陽能發電場的這些誘人特性，吸引了荷蘭、法國、新加坡、印度、越南、泰國和斯里蘭卡等國家相繼進行投資，總投資金額估計達 3.8 億美元。
在綠能產業的帶動下，漂浮式太陽能發電廠的數量不斷增加。不過，這類發電廠的最大優點，恰好也是其最大弱點。漂浮式太陽能發電廠極易受到自然天候的影響，例如近來常見的暴風雨、颱風和極端高溫等，使其發展受到限制。颶風經常會引發漲潮，因而對太陽能系統的浮板和纜線，造成無可彌補的破壞。日本 2019 年的法西颱風，便造成了莫大的損害。當時，強風掀起了滔天巨浪，導致太陽能板整個塌陷並引發大火，讓日本的離岸發電廠付之一炬。這次的災難，使得漂浮式太陽能發電廠的建構方式，成為業界熱烈討論的焦點。除了不可預測的天災之外，水庫周圍的正常環境條件（例如濕度、強風和鹽度），都可能縮短電子設備的壽命，進而導致發電廠停擺。因此，建造漂浮式太陽能發電廠時，兩個最受關注的焦點是：設備的耐用性，以及發電廠的建構方法。
發電廠資產的例行性維護，則是另一個重大挑戰。離岸漂浮式系統地處偏遠，因此比位於陸地的系統更難以維護。位於地面的發電廠可搭乘一般交通工具前往，而漂浮式系統卻需要搭船，使其日常維護困難重重。隨著技術日趨成熟，漂浮式發電廠的規模也越來越大，使得原本就已經很困難的維護工作，變成不可能的任務。如疏於維護，其後果不堪設想。舉例而言，中國安徽省有一家漂浮式太陽能發電廠，利用一個裝滿水的煤礦坑，來放置 160,000 個太陽能板。維護人員每天都需划船來維修設備並清理水池。當颱風來襲時，暴雨和潮水使得水池的水位暴漲，員工的生命也受到嚴重的威脅。
一般而言，發電廠必須定期檢查現場設備，包括要求值班員工每天對每一台設備進行例行檢查。不論設備狀況如何，這些檢查作業都是必要的固定支出。如此一來，員工需耗費很多時間進行例行的設備檢查，如果發現故障情形，則需在陸地和水上往返奔波，以便取得合適的維修工具。另一個常見的情況是，即便是大晴天，也會出現意料之外的缺電問題。在此情況下，陸上控制中心無法找出故障原因，以及發生問題的位置，必須依賴檢驗人員前往水池，去逐一檢查每個漂浮模組，直到找到問題為止。這就像大海撈針一樣，既耗時又繁瑣。此外，有限的交通選項和其他因素，例如氣候、水流方向等，使得檢查工作變得更加艱鉅而危險，而且難以提高維護工作的熟練度。
為此，許多漂浮式太陽能發電廠近年來開始部署物聯網（IIoT），以克服各種維護挑戰。Moxa 是最早投入開發 IIoT 解決方案的供應商之一， 在利用 IIoT 改善綠能專案的運作和維護效率方面，擁有第一手經驗。在過去 10 年間，Moxa 與GreenPowerMonitor（DNV GL 公司）密切合作，他們是全球知名的獨立軟體供應商，為全球 2,000 多家太陽能發電廠提供軟體服務。IIoT 連接解決方案可建立有效的 SCADA 系統，以協助太陽能發電廠即時監控發電情形和設備狀況，並且在發生故障時，立即對設備進行維護性檢查。經過配置後， SCADA 平台可自動發送警報，並在系統上建立維護任務，方便發電廠進行追蹤。在了解發生故障的原因和地點後，檢驗人員可在適當的時間，使用適當的工具，到正確的地點進行維修。我們的經驗顯示，與沒有中央監控和維護系統的發電站相比，部署了這些設備的發電站，其發電效率至少高出 20%。
此外，透過 IIoT 所收集的資料，可用於比較在不同條件下，水上設備的效能，以預先確定它們發生故障的可能機率。發電廠還可部署新的機器學習演算法，以便對設備進行預測性維護，進而避免永久性損壞。例如，當濕度增加，導致設備內部的溫度升高時，其壽命將顯著縮短。機器學習演算法可為發電廠提供更多深入而完整的資訊，以便精確地預測設備效能。此外，在即將達到預先設定的濕度時，系統可發出告警，或自動採取必要的措施。
綠能預測和電網接駁技術，也可利用 IIoT 的預測能力，來進行即時預測，並有效控制電網接駁可再生能源的發電能力。為了實現這個重大突破，最重要的一點是，先建構一個穩定的網路，以便將資料從遠端的離岸設備，傳輸到陸地控制中心。GPM 和 Moxa 共同開發了連接備份解決方案，可避免網路在這種情況下完全斷線。此解決方案可在 20 毫秒（比產業標準的 80 毫秒快很多）內，透過備用通道傳輸資料，並立即恢復網路運作，以確保不間斷的資訊傳輸。
隨著太陽能技術突飛猛進，加上建構方法不斷改進，以及 IIoT 的問世，這座漂浮式太陽能發電廠終於擺脫了阻礙其發展的種種限制與難題。
參考文獻：
1. REN21：《2020 可再生能源全球現況報告》，巴黎，REN21 秘書處。