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綠色能源近年蓬勃發展，太陽光電逐漸受到重視，在魚池上增設光電設施，將水產養殖產業轉型為漁電共構，既可生產糧食又同時可以提供能源，在未來發展上逐漸受到重視。浮動型太陽光電架設於養殖池上方、既不占用額外土地且移動迅速，可降低環境的破壞，此種方式除可持續原來的養殖亦能發電獲益，達到糧食自給、安全及環境友善的目標。
歐洲的英國及亞洲的新加坡，均具備浮動型太陽光電設施的基本規模 (Liu et al., 2018)，他們將光電板設置在飲用水的水庫表層，實際操作使用多年。臺灣的阿公店水庫也有設置浮動型的太陽光電設施 (經濟部水利署，2017)。上述的案例證實，浮動型太陽能設施廣泛被許多國家使用，它在使用上的安全顧慮及環境危害風險，已通過許多國家的測試與安全評估。
依據2018年臺灣漁業年報記載，全臺灣的虱目魚養殖面積達9,721公頃，其中鹹水魚塭有5,838公頃，淡水魚塭有3,883公頃。為此，發展浮動型太陽光電結合養殖，在產業結構發展能夠凸顯其重要性。本研究模擬太陽光電結合虱目魚養殖之季節性溫度變化，探究它與傳統養殖的溫度差異，釐清它運用在漁電共構時的狀態，以利未來水產養殖產業的創新與轉型發展。
材料方法
浮動型太陽光電結合虱目魚養殖場試驗地點，設置於臺南市七股區的行政院農業委員會水產試驗所海水繁養殖研究中心 (經緯度座標23°07'24.41"N、120°04'49.67"E)。研究時間在2018/5/10－2019/5/30，因為實際架設太陽能板的價格較高，因此使用蘭花網遮蔽40% 面積模擬太陽光電面板進行實驗 (圖2)。以下簡稱實驗組，另外，設遮蔽率0% 養殖以下簡稱對照組，分別置於三分地放養3,500尾虱目魚，進行兩處理的比較。實驗期間使用寬緯公司水質監測器24小時監測水質及水溫。另外，每兩週進行水質的人工測量與分析，做為校正儀器與比對儀器的穩定度，在當天早上08:00及下午15:00實際測量水溫的變動狀態。
結果與討論
實驗結果顯示，一般而言兩處理組在早上08:00的溫度差異較小，在下午15:00的溫度差異較大。實驗中溫度的變化結果依據養殖的季節如下說明：(1)在夏天，溫度隨著季節的變化加大。在08:00時，對照組的溫度比實驗組高 (圖3)。在15:00時，對照組的溫度比實驗組高。但是在7月時兩組均有明顯的溫度變化。(2)在秋天，溫度隨著季節的變化越來越低。在08:00時，對照組的溫度比實驗組高 (圖4)。在15:00時，對照組的溫度比實驗組高，兩組的溫度隨季節變化。(3)在冬天，溫度隨著季節的變化越來越低。在08:00之後對照組的溫度比實驗組低 (圖5)。1月時溫度達到最低。冬季15:00時，對照組的溫度比實驗組高，從2月開始兩組的溫度隨季節變化開始往上升。(4)在春天，溫度隨著季節的變化越來越高。在08:00時，對照組的溫度比實驗組高 (圖6)。在15:00時，對照組的溫度比實驗組高，兩組的溫度隨季節變化開始往上升。
模擬浮動型太陽光電結合虱目魚養殖系統，在研究中取得全年的溫度數據，均顯示在臺灣南部的臺南溫度隨著季節影響產生變化，在早上08:00對照組的溫度比實驗組高，當下午15:00之後對照組的溫度幾乎都比實驗組高。夏季時，下雨導致溫度產生巨大的變化。秋季時，氣溫及水溫因為颱風帶來雨量導致溫度變化大，浮游性藻類因為鹽度巨變發生死亡的狀況，水質條件則不穩定。冬季，溫度逐漸降低，魚類降低攝食，水質回復為較穩定的狀態。春季開始，兩組的溫度隨季節變化開始往上升，魚群開始攝食。
一、夏季的溫度變化
在夏季，魚苗放養於夏季，季節性的變化較明顯的是從夏季開始遮蔽率40% 組的溫度變化較低，遮蔽率0% 組的溫度變化較高。在夏季的變化溫度均高於30.0℃，遮蔽率40% 組最高溫出現在2018/5/30的33.5℃，同時遮蔽率0% 組最高溫是35.0℃，兩者相差1.5℃。顯示浮動型光電設施能有效的降低高溫，對於水質的穩定及水中微藻的控制具有效益。
二、秋季的溫度變化
在秋季，開始溫度開始下降，一般來說，颱風造成的午後陣雨在這段期間非常的明顯，在水溫產生巨大的影響。秋季最低溫遮蔽率0% 組是21.7℃，遮蔽率40% 組22.0℃，顯示秋季浮動型太陽光電養殖遮蔽率40% 組，當低溫時平均溫度較高。遮蔽率0% 組最高溫是30.6℃，同時遮蔽率40% 組最高溫是30.4℃。顯示秋季浮動型太陽光電養殖遮蔽率40% 組，當高溫期可以有較低的平均溫度。
三、冬季的溫度變化
在冬季，試驗過程中遮蔽率40% 組的最低溫度是在2018/1/23的16.6℃，同時遮蔽率0% 組是15.6℃，兩者相差1.0℃。顯示，冬季浮動型太陽光電養殖遮蔽率40% 組，在低溫期可以有較高的平均溫度，有冬季提高溫度的趨勢。
四、春季的溫度變化
在春季，季節性的溫度變化明顯，魚群原本停止攝食的狀況也開始進行攝食，下午的溫度升高，遮蔽率40% 組的溫度變化較低，遮蔽率0%組的溫度變化較大，實驗組最低溫為2018/3/1早上的22.0℃，同時對照組溫度為22.0℃。實驗組最高為下午的2018/5/15的31.2℃。對照組最高為下午的2018/5/15的31.8℃。顯示遮蔽率40% 組與遮蔽率0% 浮動型太陽光電設施養殖溫度相差0.6℃。
40% 遮蔽對養殖的影響
有學者發現浮動型太陽光電在實驗過程中水溫較低、可降低水的蒸發速率、改善生態系統及提高魚類生長 (Pringle et al., 2017)。一般來說，當池塘的基礎生產量高、產生的能量效益大，魚群可獲得較多的食物來源。但是我們發現，實驗中季節性溫度差異的主要原因與南部午後經常下陣雨有關，遮蔽率0% 處理組的溫度變化大，在秋季颱風或暴雨時，光合作用能力與溫度下降，鹽度會因為雨量遽降而迅速降低，導致養殖池藻類無法適應，而造成藻類大量死亡。
本研究遮蔽率40% 處理組，在虱目魚飼養活存率有較高的趨勢，在嘉義義竹的研究遮蔽率40% 處理組也有相同的現象 (陳等，2019)，當然這與具有躲避的遮蔽空間有關聯。當遮蔽率40% 組遇到氣候不好時，池水溫度和藻類濃度瞬間的變化較小，對池塘內虱目魚所造成的影響較小。浮動型太陽光電結合養殖，使水產養殖產業達到獲利的多元化，光電與養殖產業達到互利雙贏的目標。同時，在浮動型太陽光電養殖虱目魚的水中溫度變化發現一些特殊性，例如：一般在早晚的溫差大時，下午3:00時水下溫度變化較小，此時其他水質也相對變化較小。其中值得探討的是遮蔽率40% 處理組冬季溫度變動範圍較小，冬季攝食的時間因為池水溫度較高，可以多拉長約2週時間，魚群在下午有日照時仍有攝食的行為，也就是能保持溫度穩定的優勢。透過實際使用可以顯示，它在設備應用的穩定性及水質的安全操作控制，具有相當程度的成效。另外，有效應用智能監控在提升生產力、降低人力及減少水質變化具有產業發展的差異化。
研究發現，浮動型太陽光電結合虱目魚養殖，在全年的溫度均維持在適當的安全範圍內。另外，因為魚種的特殊性及適應性會有差別，未來將會增加其他水產生物的試驗。本研究中所獲得的相關數據和經驗，可作為未來發展浮動型太陽光電結合養殖的參考，相關成果可以做為光電業者及水產養殖業者，應用在未來產業發展的規劃。
(資料來源:水試專訊071,10-13。)
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