第四章 台灣日射量分布特徵與太陽能應用
第三節 台灣太陽能發電潛力與發電策略
4-3.1 各地發電量預測
本研究進行「建築物建置太陽能光電最佳化設計模型」之研究時，即根據日 射量數據推估發電量，讓設計者可以在建置太陽能光電設備前預測發電量，因此 採用日射量換算發電量公式（Deo Prasad, 2005）如下所示：
pv rad tot
pv
I A
Q = η ×
,×
... (式 11) 其中Qpv = 發電量（kWh）η= 綜合設計係數
Itot,rad = 總日射量（kWh/m2） Apv = 光電板面積（m2）
此外也採用日本建築學會推薦的概算公式（2001）如下：
發電量
=
日射量×
修正係數×
變換效率...（式 12）其中變換效率由太陽電池產品設計生產階段所決定（本研究採取轉換效率 10%來概算），而日射量才是本研究探討影響發電量的重點所在。
綜上兩式，本研究試著概估每日發電量，其中從日射量到實際發電量之修正 折減係數部分，是依據「太陽能建築guide book」，所述概略值，暫時以 0.7 代入 計算後得出，每kW 容量光電板於每天的發電量，如表 4-2 所示。
這個發電量預測數據是根據中央氣象局十年期（1997-2006 年）逐時日射量 數據乘以折減係數而得，因此數據較為保守可靠，可以提供作為太陽能設置單位 在預估發電量時參考。
本研究之氣象數據，全部採用中央氣象局同期、同觀測設備所記錄之數據，
因此可避免目前國內各不同觀測單位數據品質不一（觀測儀器品牌、精度等誤 差）、統計年份代表性不足、忽視氣象要素關連性（本研究以十年期氣候數據統 計並進行數據品質檢核，尤其在動態解析製作上，根據美國再生能源實驗室公布 之方法，製作「標準氣象年」來代表台灣各地日射量，特別強調日射量、溫度、
濕度等氣象要素之同時、連慣之變動特性）等問題。
表4-2 台灣各地發電量推估表
測站所在 海拔高度
（公尺）
年平均日射量 (kJ/㎡ day)
年平均日射量 (kWh/㎡ day)
年平均推估 發電量 kWh/(kW day)
臺北縣（板橋站） 9.7 11,814 3.3 2.3
臺北縣（淡水） 19.0 8,748 2.4 1.7
臺北市（鞍部） 825.8 9,425 2.6 1.8
臺北市（臺北） 5.3 9,498 2.6 1.8
臺北市（竹子湖） 607.1 8,334 2.3 1.6
基隆市（基隆） 26.7 7,943 2.2 1.5
花蓮縣（花蓮） 16.0 10,489 2.9 2.0
宜蘭縣（蘇澳） 24.9 9,697 2.7 1.9
宜蘭縣（宜蘭） 7.2 9,486 2.6 1.8
金門縣（金門） 47.9 13,206 3.7 2.6
澎湖縣（澎湖） 10.7 10,148 2.8 2.0
台南市（台南） 13.8 13,905 3.9 2.7
臺南縣（永康） 8.1 11,821 3.3 2.3
高雄市（高雄） 2.3 12,376 3.4 2.4
嘉義市（嘉義） 26.9 13,388 3.7 2.6
臺中市（臺中） 34.0 11,463 3.2 2.2
嘉義縣（阿里山） 2413.4 11,942 3.3 2.3
臺東縣（大武） 8.1 11,253 3.1 2.2
嘉義縣（玉山） 3844.8 12,527 3.5 2.4
新竹縣（新竹） 34.0 10,593 2.9 2.1
屏東縣（恆春） 22.1 16,840 4.7 3.3
臺東縣（成功） 33.5 11,236 3.1 2.2
臺東縣（蘭嶼） 324.0 9,702 2.7 1.9
南投縣（日月潭） 1014.8 10,368 2.9 2.0
臺東縣（臺東） 9.0 14,705 4.1 2.9
臺中縣（梧棲） 31.7 10,227 2.8 2.0
連江縣（馬祖） 97.8 10,679 3.0 2.1
第四章 台灣日射量分布特徵與太陽能應用 二、地理分布特徵與發電策略
台灣的日射量分布情形，整體而言在海拔五百公尺以下的區域，大致上呈現 由東北往西南方向遞增的現象。換言之，從東北角的基隆地區的年平均日射量每 日2.2kWh/m2往嘉南平原的3.7kWh/m2一直到恆春半島4.7kWh/m2而增加。另外，
在東海岸狹長帶狀平地之日射量，呈現從花蓮一路往南方向遞增直到台東，之後 的大武日射量便逐漸下降。
本研究關於發電潛能以日射量強度及季節性兩大因素來討論。在日射量強度 方面，本文以日射量強度高於3.0 kWh/m2day視為發電量較佳的區段。在季節性 方面，以北半球通用的天文季節及氣候季節來劃分四季（亦即春季為3~5月，夏 季為6~8月，秋季為9~11月，冬季為12~2月），這是著眼在季節特性與台灣用電 尖峰兩者的同時性考慮。以下就各分區測候站數據意義作討論。
本研究從測候站所在區域來劃分討論，約略分為北部、中部、南部、東部、
外島及高海拔（海拔超過五百公尺以上）等六個測候站分區，各分區的日射量特 徵分述如下：
1. 北部：北部地區分別有板橋、淡水、台北、基隆、蘇澳、新竹及宜蘭等七個 測候站，其月平均日射量曲線變化趨勢呈現山形（圖4-7）。意即日射量在夏 季 的 七 、 八 月 份 特 別 顯 著 達 到 高 峰 。 七 個 站 的 日 射 量 高 峰 值 約 介 於 13,112-19,754kJ/m2day之間，最大值出現在七月份板橋測候站。以季節來看，
北部地區四季之平均日射量分別為2.6、4.0、2.6及1.5kWh/m2day（圖4-8），
其中以夏季日射量最強，若以日射量大於3.0 kWh/m2day為基準，則以夏季最 具有發電潛能，可利用於舒緩夏季尖峰用電負載。整體而言北部地區年平均 日射量約為9,682kJ/m2day，推算發電量為1.9 kWh/kW/day。
2. 中部：中部地區有二個測候站，其月平均日射量曲線變化趨勢呈現丘陵形（圖 4-9），日射量變動幅度明顯小於北部地區。台中及梧棲年平均日射量為11,463 及10,227kJ/m2day。中部地區以季節來看，四季之平均日射量分別為3.2、3.7、
2.9 及 2.3kWh/m2day （ 圖 4-10 ）， 其 中 以 春 、 夏 兩 季 日 射 總 量 大 於 3.0 kWh/m2day，較具有發電潛力，可利用於舒緩春夏季節尖峰用電負載。整體 而言中部地區年平均日射量約為10,845kJ/m2day，推算其平均發電量為2.1 kWh/kW/day大於北部分區的1.9 kWh/kW/day。
3. 南部：南部地區分別有嘉義、永康、台南、高雄及恆春等五個測候站，其月 平均日射量曲線變化趨勢與中部地區相仿，呈現丘陵形，但有雙峰現象（圖
4-11），大約在五月及八月為整年日射量高峰。南部地區以季節來看，四季之 平均日射量分別為4.2、4.3、3.7及3.0kWh/m2day（圖4-12），全年均極具發電 潛能，其中春夏日射量高於秋冬，整體而言南部地區年平均日射量約為 13,666kJ/m2day，推算發電量為2.7 kWh/kW/day。其中本區測候站在夏季常出 現日射量明顯下降的情形，推測原因可能跟當地雲量變化有關，這現象在《台 灣各地之日射量估計問題》文獻中也出現相同結果（顏俊士，1974）。
4. 東部：東部地區分別有花蓮、成功、台東及大武等四個測候站，其月平均日 射量曲線變化趨勢與北部地區相仿，呈現山形趨勢（圖4-13）。東部地區的日 射 量 在 七 至 九 月 份 達 到 最 高 峰 ， 四 個 站 的 日 射 量 高 峰 值 介 於 15,865-17,905kJ/m2day之間，最大值21,326kJ/m2day出現在七月份台東測候 站 。 台 東 是 東 部 地 區 具 有 最 高 日 射 量 的 地 方 ， 年 平 均 日 射 量 達 到 每 日 4.1kWh/m2day之譜。東部地區以季節來看，四季之平均日射量分別為3.3、4.7、
3.2及2.1kWh/m2day（圖4-14），顯示具有春夏秋三季發電潛能較高的特徵。
整 體 而 言 東 部 地 區 年 平 均 日 射 量 達11,921kJ/m2day ， 大 於 北 部 地 區 的 9,682kJ/m2day，但小於南部地區的13,666kJ/m2day，推算東部地區平均發電量 為2.3 kWh/kW/day。
5. 外島：外島地區分別有澎湖、蘭嶼、金門及馬祖等四個測候站，其中日射量 的變化曲線來看，金門與馬祖兩站的趨勢線相仿，另外澎湖與蘭嶼兩站的趨 勢線也是相仿（圖4-15）。在年平均日射量方面，金門約為13,206kWh/m2day 大於馬祖的10,679kWh/m2day，推算發電量分別為3.7及3.0 kWh/kW/day。值 得 注 意 的 是 金 門 的 日 射 量 除 了 冬 季 （12~2 月 ） 以 外 ， 一 直 都 維 持 在 10,400kJ/m2day以上的水準，其年平均日射量與本島的嘉義相當，具有高度太 陽能發電潛能。在澎湖與蘭嶼方面，兩站的日射量變化也很類似，年平均日 射 量 分 別 為10,148 及 9,702kJ/m2day ， 推 算 發 電 量 分 別 為 2.0 及 1.9 kWh/kW/day。整體而言，外島地區的金門、馬祖、澎湖及蘭嶼年平均日射量，
分別為3.7、3.0、2.8及2.7kWh/m2day，以金門馬祖日射量較強。季節因素在 外 島 地 區 的 發 電 潛 能 特 性 上 ， 金 門 以 春 夏 秋 三 季 的 日 射 量 皆 可 以 達 到 3.0kWh/m2day以上，冬天則明顯下降至2.6kWh/m2day；馬祖及蘭嶼的日射量 只 有 夏 季 可 以 高 於3.0kWh/m2day ； 澎 湖 的 日 射 量 則 在 春 夏 兩 季 都 有 3.0kWh/m2day以上水準（圖4-16）。
第四章 台灣日射量分布特徵與太陽能應用 6. 高海拔：海拔500公尺以上之測候站計有竹子湖、鞍部、日月潭、阿里山及玉
山等五個測候站。阿里山及玉山同屬高山氣候，高度高於2000公尺以上的測 候站，日射量受到雲層吸收影響的程度較低，因此呈現日射量高且月平均變 動不大的特徵。日月潭的標高為1015公尺，屬於中部的高海拔地區，可能跟 廣大水體有關，其月平均日射量變動亦呈現起伏不大的特徵（圖4-17）。竹子 湖與鞍部的標高分別為607及826公尺，從低雲層吸收日射量的觀點而言，與 平野地區的測候站差異不大，因此其年平均日射量變化與北部地區相仿（圖 4-18 ）。 整 體 而 言 ， 阿 里 山 及 玉 山 的 年 平 均 日 射 量 分 別 為 11,941 及 12,527kJ/m2day，推算發電量分別為2.3及2.4 kWh/kW/day。日月潭年平均日 射量約為10,368kJ/m2day，推算發電量為2.0 kWh/kW/day。竹子湖與鞍部的年 平 均 日 射 量 分 別 為8,334 及 9,425kJ/m2day ， 推 算 發 電 量 分 別 為 1.6 及 1.8 kWh/kW/day（圖4-18）。從發電效益而言，阿里山及玉山一年四季的日射量 均大於3.0kWh/m2day；鞍部、竹子湖及日月潭三處，則僅有夏季的日射量可 以達到3.0kWh/m2day以上水準。
以上是本研究對於中央氣象局一級測候站資料的分類解析，得到有關於台灣 日射量氣候特徵。中部及南部地區的測候站之月平均變化呈現丘陵形。當月平均 日射量變化曲線呈現丘陵形，意謂著太陽能系統的發電量變動同樣呈現較為平緩 變動的趨勢，可能有利於著重設計全年發電負載的太陽能系統。北部及東北部地 區的測候站之月平均變化呈現山形。當月平均日射量變化曲線呈現呈現山形特 徵，則太陽能系統的發電量變動同樣呈現較為巨幅變動的趨勢，也由於這個氣候 特徵，或許在考慮針對紓解夏季尖峰負載而設計的太陽能設備便能發揮功效。高 海拔地區的日射量具有日射量大且月平均變動不大的特徵。另外在外島的金門及 馬祖，其年平均日射量約相當於台灣本島的嘉義及台南，是具有發電潛力的區域。
Monthly Solar Radiation
Solar radiation (kWh m-2 day-1 )
板橋 淡水 台北 基隆
蘇澳 宜蘭 新竹
Location / City
年平均日射量 春季平均日射量 夏季平均日射量 秋季平均日射量 冬季平均日射量
Monthly Solar Radiation
0
第四章 台灣日射量分布特徵與太陽能應用
Solar radiation (kWh m-2 day-1)
台中 梧棲
Location / City
年平均日射量 Monthly Solar Radiation
0
Solar radiation (kWh m-2 day-1 )
台南 永康 高雄 嘉義 恆春
Location / City
年平均日射量 春季平均日射量 夏季平均日射量 秋季平均日射量
年平均日射量 春季平均日射量 夏季平均日射量 秋季平均日射量