太陽能板回收與二次污染

5 6 7 8 9

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 月份

日照時數(hr)

圖 4.53 平均每天日照時數

4.11 太陽能板回收與二次污染

太陽能板經由長期輻射，將造成的太陽能板老化使轉換效率降低，等到 太陽能板發電效率不佳時將被淘汰，目前太陽電池模組有 85%的元件都是可 以回收再利用[44]，如果太陽發電模組直接棄置進入掩埋場，棄置成本看似 相當低，與其他廢棄物擠壓下，將使廢太陽電池模組破裂變形，若含酸的雨 水流過，則產生化學變化，將會產生有害物質在影響生活環境。棄置不回收 不但無法獲得高經濟價值的矽晶材，也將造成整個社會的污染[45]。德國與 日本是目前太陽能發電發展最快的國家，太陽能板的回收再利用與減少太陽 板對環境的破壞都有符合相關環保法令與回收方法，以德國與日本拆解廢太 陽電池模組為例，廢棄的太陽能模組經過物理方式拆解外框固定支撐架等資 源性高的金屬後，廢棄的太陽電池經由分離玻璃與 EVA 包覆取得廢太陽電 池晶片。德國採用加熱氣化方式分離，EVA 在加熱過程中氣化消失，EVA 雖無毒性但氣化有強烈氣味產生[46, 47]；日本則用化學方式腐蝕 EVA，腐 蝕廢酸液更須妥善處裡[48-50]；分離完成的廢太陽板需利用酸液清洗太陽能 板表面，將反射層等化學物質去除，最後再將廢酸液回收到廢液儲存桶，經 由廢液處理商進行處理。大體而言回收廢太陽電池發電系統，在污染防治上

所需較少，可以分類拆解太陽能板再利用，需再次處理的廢棄物處理設備上 都已具備，污染防治功能也相當完備，可以產生較少的二次污染[45]。

目前台灣在太陽能板的發展上還在推廣的階段，法令尚未對太陽發電設 備實施禁用有害物質與回收要求，太陽電池相關製造商雖仍在排除之外，不 須負起回收與禁用有害物質，相關法令尚未完備，無法處理廢棄物也將造成 環境負擔。

第五章 結論與未來展望

5.1 結論

在地方民眾的民意驅駛下，政府近年建立數量龐大的路燈，大量的路燈 系統造成龐大的電費支出，非都會區土地面積較大，人口密度相對較低，郊 區道路的使用率也相對較低，路燈在夜間道路照明的實質效益也相對較低，

現有的路燈照明方式將會造成不必要的電力浪費，而且農作物受到長期夜間 強光的照射，也會影響農作物生長。

為了解決上述之問題，本研究提出可行的智慧型的點燈方式，利用感測 器感應的方式，當有人車進入車道時點亮路燈，當人車輛離開後關閉路燈，

適當的利用能源，進而有效降低入夜期間的點燈時數，並且推廣路燈計價方 式改用以度計價取代現行以盞計價的收費方式，有效降低入夜期間的點燈時 數與減少對農作物及地方生態的衝擊。推廣以智慧型電燈所節約的電費拿來 發展再生能源供電系統，增加地方政府對再生能源推廣的意願。本研究也提 供一種再生能源發電系統的設計與實現，以集中型的太陽能供電系統取代以 往獨立型再生能源供電路燈，進而降低以往獨立型再生能源供電路燈之硬體 設置成本過高的問題。

目前已經完成集中型太陽能發電站，正式將電力供應路燈系統使用，並 且以度計費的方式來利用再生能源與台電的電力，未來也將繼續裝設能源管 理系統來有效降低入夜期間的點燈時數與減少對農作物及地方生態的衝擊。

5.2 未來展望

未來本平台將作為長期觀察小型太陽能與風力發電的效益評估依據，並 且更深入探討各種不同能源管理的方法及其效益分析，未來研究方向建議如 下：

(1) 資料擷取：

由於太陽能板與風力發電機的發電效益會受到季節與氣候的影響，也會 影響每天的充電量，因此必須長期觀測本系統所使用的太陽能板與風力發電 機在宜蘭地區的發電效益，為了獲得太陽能板與風力發電機上每天所輸出的 電壓與電流，必須裝設資料擷取系統來紀錄每天的發電量，並且利用溫度、

風速與雨量感測器來量測與記錄每天的變化，最後即可觀察宜蘭地區在不同 天氣與氣候的變化對於太陽能板與風力發電的發電程度，及決定風力與太陽 能板兩者互相發電的功率與比例，進而減少發電功率設計上不必要的浪費。

(2) 路燈維修與道路監控：

在道路的監控方面，由於道路的使用率決定路燈的點燈時間，點燈的時 間也決定了電費的支出多寡，因此了解道路使用率，即可分配各路段的電力 使用程度，進而決定不同的能源管理策略，因此經由能源管理來控制電力轉 換器的供應，並且記錄電力轉換器每晚的工作時間與次數，即可了解每晚路 燈的使用率與多少車輛使用此道路。

在路燈維修方面，一般路燈毀損時必須經由當地居民的回報與告知，維 修人員才會前來維修，將會造成維修時間過慢的問題，因為可以利用發電站 的電力轉換器的工作電壓，當電力轉換器的工作電壓突然異常變化，或是路 燈的使用率突然減少很多，即可得知是否有路燈毀損，達到立即的修復。最 後透過網際網路的功能來建立即時網路監控路燈的工作狀況，進而建立路燈 監控系統。

(3) 有線與無線的裝設：

電力的傳輸需要借助的導線傳導，但是太多的導線反而會增加安裝的成 本，一條控制道路需要在出入口裝設感測器，每一個感測器需要電源線與訊 號線的連結，這樣將會有許多導線的連接，因此如果控制訊號利用無線的方 式來傳輸訊號，即可減少許多導線連接。

(4) 地方民眾的觀感：

想要建立智慧型點燈系統必須先考慮到地方民眾是否可以適應此種點 燈方式，因此必須先讓地方民眾了解此種點燈方式的優缺點，並且對他們生 活能夠帶來實質上的利用，並且利用問卷調查的方式來了解民眾目前的想 法，提供近一步增設或改善能源管理系統的依據。

參考文獻

[1]http://tech.chinatimes.com/2007Cti/2007Cti-News/Inc/2007cti-news-Tech -inc/Tech-Content/0,4703,171702%20112008051000213,00.html

[2] http://tw.news.yahoo.com/article/url/d/a/080502/17/yfm0.html

[3]吳偉誠，複合式透鏡陣列於 LED 照明模組之設計及應用，元智大學電機 Ingineria iluminatului, pp.23-30, Oct. 2002.

[12]W.Libo,Z.Zhengming,L.Jianzheng,and W.Jian,“Implementation of a stand-alone photovoltaic lighting system with maximum power point tracking and high pressure sodium lamp,”IEEE PEDS,vol 2,pp. 1570-1573, Nov.

2003.

[13]http://www.tier.org.tw/energymonthly/outdatecontent.asp?ReportIssue=9105&Page

=14

[14] http://www.winstar-lighting.com/chinese/ct5.htm

[15] 吳財福與余德鴻，電子安定器綜論，全華科技圖書，1997。 _Pu lse_Start_Metal_Halide_Lamps.jpg

[20]http://www.daviddarling.info/encyclopedia/M/AE_mercury_vapor_lamp.html [21] http://www.jupa.co.jp/se.htm

[22] http://www.hengs.com/CHT/pro3.htm#sl

[23] http://www.kenzai-navi.com/main/denki/led/led-2.html [24] http://www.sz907.com/product_view.asp?pid=31

[25] M. H. Nehrir, B. J. LaMeres, G. Venkataramanan, V. Gerez, and L. A.

Alvarado, “Performance evaluation of stand-alone wind/photovoltaic generating systems,”IEEE PESS 1999, vol.1, pp. 555-559, July 1999.

[26] F. Giraud and Z. M. Salameh, “Steady-state performance of a grid-connected rooftop hybrid wind-photovoltaic power system with battery storage,”IEEE Trans. on Energy Conversion, vol. 16, no. 1, pp.1-7, March 2001.

[27] S. J. Park, etc. al., “A study on the stand-alone operating or photovoltaic/wind powerhybrid generation system,”IEEE PESC' 04, vol. 3, pp.2095-2099, 2004.

[28] LouisChen, ”薄膜太陽能光電板—太陽能光電板的其他選擇,”影像顯示 科技知識平台, Monday, Aug. 2007。

[29] 魯瑞鋒, ”另類太陽電池-薄膜太陽電池的發展與機會,” 華銀徵信部產業 資訊, no. 49,2007。

[30] http://60.249.14.109:90/jhc/know/index.html?subfun=5

[31]D.Faiman,“Amorphous,mono-and poly-crystalline silicon PV modules: a comparative study of their relative efficiencies under various outdoor conditions,”WCPEC, Proceedings of 3rd World Conference on, vol.2, pp.

1938-1941, May, 2003.

[32] 吳財福、陳裕愷與張健軒，太陽光電能供電與照明系統綜論，全華科技 microcontroller-based, photovoltaic maximum power point tracking control system,”IEEE transactionson powerelectronics,vol.16, no. 1, pp. 46-54, Jan. 2001.

[36] S. M.Alghuwainem,“Matching ofadc motorto aphotovoltaicgenerator using a step-up converter with a current-locked loop,” IEEE Transactionson Energy Conversion, vol. 9, no. 1, pp. 192 - 198 , March 1994.

[37] http://pemclab.cn.nctu.edu.tw/

[38]黃耿祥、邱林聰、蔡身興與林裕城，”人類的第七感—感測器，”科學 發展， 422 期，2008 年2 月。

[39]G. THUILLIER, M. HERSÉ, D. LABS, T. FOUJOLS, W. PEETERMANS, D. GILLOTAY, P. C. SIMON and H. MANDEL, “The solar spectral irradiance from 200 to 2400 nm as measured by the solspec spectrometer from the atlas and eureca missions,”Solar Physics, vol. 214, no. 1, pp. 1–22, 2003.

[40] H. Field,“Solar cell spectral response measurement errors related to spectral band width and chopped light waveform,” Photovoltaic Specialists Conference, IEEE, pp. 471-474, Oct. 1997.

[41] B. Roisin, M. Bodart, A. Deneyer, P. D’Herdt, “On the substitution of incandescent lamps by compact fluorescent lamps: switch on behaviour and photometric distribution,” XII National Conference on Lighting, June 2007.

[42] M. Figueiro, J. Fullam, C. O’Rourke, M. Overington, M. Rea, J. Taylor,

“Increasing market acceptance of compact fluorescent lamps,” lighting research center rensselaer polytechnic institute, Sep. 2003.

[43] N.C. Division of Pollution Prevention and Environmental Assistance,

“Energy Efficiency in Industrial Lighting,”Aug. 2003.

[44] S. Zangl, “Regulation Scenarios for Waste PV Modules,”Workshop on LCA and Recycling of Solar Modules, March 2004.

[45] 吳貴淳，太陽能電池的材料回收處理與再利用研究，國立交通大學精密與自 動化工程學程碩士論文，95 年。

[46] K. Wambach, E. Bombach, A. Müller, I. Röver, “Recycling of solar cells and modules - recent improvements,” 20th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 2005.

[47]A. Müller, K. Wambach, and E. Alsema, “Life cycle analysis of a solar module recycling process,” 20th European Photovoltaic Solar Energy Conference, WIP-Renewable Energies, p. 3211-3213, 2005.

[48] N. Urashima, M. Izumina, A. Arita and K. Matsumoto, “Research &

development on recycling technology of photovoltaic power generation systems - social system for PV recycling,” 3rd World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, pp. 1985-1987, May 2003.

[49] K. Wambach, S. Schlenker, A. Jäger-Waldau,“A voluntary takeback system for PV modules in Europe,” 20th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Barcel, 2005.

[50] K. Yamashita, A. Miyazawa; H. Sannomiya, “Reserch and development on recycling and reuse treatment technologies for crystalline silicon

photovoltaicmodules,”Photovoltaic Energy Conversion, IEEE, Vol. 2, pp.

2254 –2257, May 2006.