第五章 台灣太陽能設計用日射量動態解析
第二節 台灣日射量動態模擬資料庫建立
5-2.1 資料範圍與使用功能
本研究建立了台北、新竹、台中、台南、高雄、花蓮及台東等七地區之太 陽能光電計算用逐時之一年份標準氣象年資料，各地包含 8760 小時之逐時氣象 數據，包括乾球溫度、相對濕度、水平全天日射量、直達日射量與擴散日射量等 數據，可作為太陽能光電效益計算使用。除此之外，為了使用上之方便性，本研 究另外以 Visual Foxpro 作為軟體之開發環境，建置簡易之獨立評估軟體，使得 使用者可輕易進行台灣北、中、南、東等四個氣候區之太陽光電效益評估，其計 算之最小間距為一小時，故可做全年 8760 小時之動態解析計算。軟體的功能利 用本研究所建立之標準氣象年作為基底氣象資料庫，可按照使用者所輸入之地 點、計算期間，自動挑選日射量數據進行氣象數據之逐時動態運算，包括計算水 平面之日射量，同時也可計算不同高度角、方位角之日射量，據此日射量即可估 算太陽光電版發電效益。
5-2.2 發電量預測
在程式的計算邏輯上如以下所述。水平面之太陽能光電版逐時發電量，以 目前工業上之太陽能光電版效率，每 kW 設置容量之光電板發電量（kWh/kW/day）
約略為全天空水平面日射量（kWh/m2/day）的 0.7 倍。在高度角的發電量預測部 分，本研究可以預測太陽能光電板架設之傾斜角度，由全天空水平面（0o）至垂 直面（90o）的發電量，傾斜角刻度分為 0o、15o、20o、25o、30o、45o、60o、75o 及 90o，在方位角部分則可以模擬八個方位的日射量。將傾斜角與方位角隨意組 合，透過 SolarV1.1 版軟體可以即時計算預測結果。
本軟體 SolarV1.2 版執行程式後之初始畫面如圖 5-2 所示。實際操作步驟，
首先依據所欲評估之地點，輸入場址、設置容量、設置面積等基本資料。台灣北、
中、南及東部分別依照台北、台中、高雄、…等七地選取輸入。第二步驟輸入所 裝設太陽能光電版之設置容量，其次決定動態計算之起始時間日期以及計算終止 之時間日期，完成基本資料輸入後，按執行計算後，程式將自動計算總共小時數、
累積日射量以及此期間之發電量如圖 5-3 所示。需要注意的是，由於程式是以本 研究所建立之太陽能光電計算用之標準氣象年為基礎氣象參考資料，其計算期間 最長為一年份，若所輸入之終止日期在起始日期之前，程式將自動跨年計算至次 年之終止日。
圖 5-2 太陽能光電動態解析程式主畫面
圖 5-3 動態解析結果輸出畫面
第六章 結論與建議
第六章 結論與建議
第一節 結論
本研究「建築整合型太陽能光電系統(BIPV)綜合效益之研究—以內政部建築 研究所性能實驗中心為例」得到以下幾項結論：
1. 本研究完成性能實驗中心 BIPV 之「太陽能發電實測資料庫」與「日射量資 料庫」及「太陽能設計用標準氣象年資料庫」，有助於未來教育示範。
2. 本研究完成國際著名 22 個 BIPV 案例與性能實驗中心案例之發電效益與節能 技術之資料彙整，冀能提供給建築師設計參考。
3. 本研究完成了台灣台北、台中、高雄、花蓮及台東等五大測站之三十年期
（1977~2006 年）典型日射量資料庫，並與近十年期（1997~2006 年）之日 射量做比較，初步發現近十年期之日射量較典型日射量數約下降 5~15%。
4. 本研究根據日射量標準氣象年資料庫，設計製作太陽能設計用動態模擬軟 體，完成台灣七大都市之全年逐時動態模型。這模型且具備八方位、0~90 度 傾斜角之日射量與發電量之預測能力，能夠協助設計者進行太陽能事先評估。
第二節 建議
一、建立太陽能利用的經濟性評估指標。
太陽能利用的經濟性評估（FOM）與能源的有效應用是 BIPV 發展的重要考 量點之一，因此初步建議應當投入關於 FOM 的研究。
FOM=在年間被節省下來的能源價格/為了太陽能利用而增加之設備費用 二、本研究之具體成果，亟待建置於建築研究所網站，以方便設計界及民眾使 用。
本研究日射量資料庫，分別有年平均日射量與月平均日射量兩種格式，相關 圖表製作方式淺顯易懂，建議發行專題報告或建置於建築研所網頁，以方便設計 界或一般民眾參考使用。此外本研究提出六大分區之日射量潛能、季節優勢與發 電策略，可以作為建築物建置太陽能光電最佳化設計的效益評估之一。
三、本研究建立之日射量資料庫，亟待進一步進行相關太陽能再生能源利用、
節約能源等教育宣導工作。
本研究根據中央氣象局氣象數據解析結果顯示，我國日射量之月平均分布與 全年日射量的變動特徵，這個結果期待透過宣導教育方式，讓設計者及使用者在 建置太陽能光電設備或 BIPV 發展的參考。
參考文獻
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