前期研究

太陽能光電板在政府大力推行並放寬設置規定，然而在推行與應用綠色 能源的同時，光電板尚未有明確的規範與要求，本所為能即時掌握時事脈絡 與社會需求，自 103 年先利用實驗及電腦模擬探討「以不同風場模式建立屋 頂突出物耐風量測技術研究」；復於 104 年進行「屋頂型太陽能光電板風阻 形狀係數研究」。

一、屋頂型太陽能光電板風阻形狀係數研究，陳玠佑，2015

於 104 年進行「屋頂型太陽能光電板風阻形狀係數研究」，以國內常見 屋頂型太陽能光電板，建置符合實際情況之縮尺模型，藉由試驗與分析計算 風壓係數C

_P

_D

_L

研究發現：

1. 屋頂型光電板受到建築物上方與兩側氣流加速繞過，以及傾斜角裝設位 置影響，導致所受風壓均以牽引力為主，形成負風壓（吸力）相當明顯

（如圖 8），研判可能是造成光電板受風後致使掀翻損壞主因，而非直 接使光電板受到正向的壓力吹損破壞。此與蘇迪勒颱風（104 年 8 月）

襲臺後造成光電板的損害災情照片不謀而合，顯示光電板受損情形幾乎 是整組含支架被風拉拔而起。

2. 由分組試驗結果可知來流風攻角 β=45°，光電板所承受風壓值均為最 大；而當建築物含有女兒牆時，明顯削弱了風壓對光電板的影響。矩型 建築物如沒有女兒牆的保護作用下，加上角渦漩影響後，將使光電板所 受牽引力加劇，應特別予以注意。

3. 由研究可知，角隅處受到角渦漩的影響而使光電板易遭破壞，對於光電 板抗風的設置，建議應在相關設置規範條文中註明「光電板的設置以避 開建築物角隅處為原則。如無法避開時，應該強化該支架等構材，以增 加抗風能力。」

4. 以目前而言，雖然對於光電板的抗風要求尚無明確規範，希望經由本研 究所提「屋頂型太陽能光電板風阻形狀係數表」，可供修訂及設計者參 考。至於對於光電板組成的扣件、支架等結構行為，仍應進一步計算與 考量，本所也將持續進行相關研究，以達成節能減碳、永續發展之目標。

表 2-1 屋頂突出物模型量測壓力係數表

建築物型態 傾斜角α C

P

L

D

矩型建築物矩

15° 1.53 0.40 1.48 20° 1.51 0.52 1.42 25° 1.51 0.64 1.37 矩型建築物-含女兒牆

15° 1.09 0.28 1.05 20° 1.20 0.41 1.13 25° 0.99 0.42 0.90 斜屋頂建築物 16.7° 1.37 0.39 1.31

註：假設建築物正向方向與風向平行。

(資料來源：本研究整理)

模型試驗分組圖（A） 模型試驗分組圖（B）

均勻流模型試驗 均勻流模型試驗

圖 2-1 前期研究模型試驗分組圖（A、B）

（資料來源：本研究整理）

來流β=0°

來流β=45°

來流β=180°

1^st 2^nd 3^rd

來流β=0°

來流β=45°

來流β=180°

1^st 2^nd

3^rd

二、以不同風場模式建立屋頂突出物耐風量測技術研究，陳玠佑，2014 縮尺(1：20)後為 10cm×5cm

建築物 10m(L)×10m(W)×9m(H) 縮尺（1：20）後為 50cm×50cm×45cm

來流β=0°

圖 2-4 前期研究以 CFD 模擬無格柵均勻流場風速剖面等值圖 （資料來源：本研究整理）

均勻流場 A 組試驗結果β=0°，迎風面 無格柵均勻流場模型壓力剖面等值圖

均勻流場 A 組試驗結果β=0°，背風面 無格柵均勻流場模型壓力剖面等值圖

均勻流場 A 組試驗結果β=0°，光電板 無格柵均勻流場模型風速剖面等值圖

無格柵均勻流場模型風速剖面向量圖 無格柵均勻流場模型壓力剖面等值圖 圖 2-5 前期研究屋頂突出物模型設置圖

（資料來源：本研究整理）