Transcript 其它太陽熱能利用

再生能源
國立台北科技大學
蔡尤溪
部份資料取自美國NREL
太陽是再生能源之源頭
太陽能之利用
在大氣層外之太陽輻射，垂直強度約為
1367W/m2，穿過大氣層後減弱，
以台灣地區而言，抵達地面時約為600 W/m2，
為最佳最無污染之天然能源。
太陽輻射
βsolar altitude偏角
ψzenith angle天頂角
Φsolar azimuth angle方位角
偏角之計算
l 緯度
h 時間角度
d 輻射偏差角度
ASHRAE Clear Sky Model
Normal direct irradiation
垂直照射W/m2
G ND
A

exp(B / sin  )
ASHRAE Clear Sky Model
Diffuse radiation 散射
Gd  CGND
ASHRAE Clear Sky Model
輻射與表面垂直線
夾角之修正
GD  GND cos
太陽光電
太陽光電原理
A ray of light-a stream of photons,
when striking the upper layer of a
solar cell, loose electrons builds a
NEGATIVE charge in the silicon
layer ( “n-type” silicon). These
electrons are attracted to the p-type
silicon in the layer below, travel
through an electric circuit.
轉換效率
一般商用光電系
統約為10~15%
1950年代第一個
光電片效率低於
4%.
能源回收
住宅光電系統
太陽光電屋瓦
Credit: Stellar Sun Shop
太陽光電屋瓦
Golden, Colorado.
屋瓦上鋪上PV cells
(amorphous silicon).
光電戶外照明
Credit: Warren Gretz
光電與遮陰
6 kW 光電系統
Credit: Ed Hancock
太陽熱能
我國太陽能之應用多為太陽能熱水，其之投資
效益良好為主要之因素。中大型之太陽能熱水
系統，因單價較低，投資效益更好。
太陽能集熱器
太陽能熱水
太陽能集熱系統之設計
建議用串聯系統之取水設計，以一浮球使軟管之
進水口位於上面，使熱水之利用率提高，並且節省空
間，如圖一及圖二所示。50片一般型太陽能集熱器之
設置費用約為50萬，目前已知經濟部能源委員會即將
公佈太陽能應用之獎勵，依集熱面積補助購置費用，
每m2之集熱面積約可補助1500台幣，以一般之售價而
言，補助金額約為裝置費用之30%左右。
串聯熱水器之設計
用一浮球使軟管之進水口位於上面
串聯熱水器之設計
可用之太陽熱能
減少反射
兩種集熱器效率
ΔT=Tfi - Ta
Tfi 熱水進入溫度
Ta環境溫度
I 輻射熱強度
集熱效率
集熱效率
提供40%至50%之家用熱水
Sarasota, Florida
Credit: Subrato Chandra
太陽能游泳池
太陽能游泳池
太陽能游泳池
太陽能游泳池設計(高雄)
游泳池每1.0m2之池面積於冬天時每天需要加熱量之最大值
為3840kJ，如游泳池之面積為264m2 (11m x 24m)，每天需
要1014MJ之加熱。
一個典型有效集熱面積(含反射面積)為1.8m2之太陽能集熱
器，每天至多可集之熱量約為23MJ，約可供應5.8m2池面積
所需之加熱量，建議以至少50片太陽能集熱器(每片1.8m2)
做264m2游泳池之加熱。
游泳池在不使用或夜間，應用游泳池專用含氣泡之塑膠布
覆蓋池面，除可保持池水之潔淨外，亦有保溫之作用。游
泳池面積如非264m2。
其它太陽熱能利用
拋物線反射板
高溫應用
其它太陽熱能利用
烤箱
風能
風力發電之基本組件
頃斜塔設計
發電評估計算
掃動面積Swept area計算
年發電量計算
塔高度
影響
建築遮敝問題
風力光電整合系統
小風力
生質能
生物瓦斯
--掩埋場
需處理hydrogen
sulphide (H2S) ,
ammonia等有害氣
體
家畜排洩物之厭氧分解
醇類燃料
甲乙醇之煉製
甲乙醇為汽車之絕佳燃
料，提供較大馬力且排
煙乾淨
燒廢木料用於發電
地熱
地殼溫度分佈
地表下兩米溫度不隨季節變化
掩埋管路於地下
冬天作為熱源
夏天作為冷源
Photo courtesy of United States
Geological Survey
結語
再生能源
經合理之設計評估與成效之實測
除獲得更加好之效益外
也會指引未來人類的能源取得
謝謝