本研究案架設太陽能光電系統達30kW,是國內現有之超大型光電系 統,對於太陽能效益評估之提升,具有指標性意義。取得太陽能發電系 統記錄之整年運轉狀態及運轉資料得以評估,成為台灣本土太陽能效益 評估之數據。
本研究案之節約能源效果,可以降低空調負荷。另遮陽版效果,可 以讓室內光環境更加優越,例如減低眩光、晝光均齊度提升及原有玻璃 帷幕清潔維護問題一併解決。遮陽板之設計融合結構、日常維護管理及 造型美學,加上嚴格落實施工品質管理,展現國家級研究機構架設實驗 設備整合機制之具體示範。
本研究中設置光電板與遮陽設施可降低設備館溫度,空調系統節能 量有 18.28%,20 年可節省冷氣電費為 404373 元。溫度與光電板效益分 析中,溫度越高則發電效率越低,與理論上一致,於不同的光電板材質 中,則單晶矽發電效率最高,多晶矽次之,非晶矽最低。市電並聯效益 探討中單純討論太陽能輸出能量轉換傳遞至市電效率,三相變頻器較三 組單項變頻器構成之三相系統效益高 7.62%。蓄電池備載效益單純討論 蓄電池能量與負載之間的能量傳遞,由研究中發現蓄電池三相三線接法 較單相三組構成之三相蓄電池架構效益高。由累積發電量計算太陽能電 價,每度太陽能電價每度電為 16.51 元,加上遮陽節能效益,太陽能電 價每度電則下降至 15.17 元,加上蓄電池更換,則太陽能電價每度電則 提高至 30.17 元。因此若將太陽能光電系統與市電並聯,並將市電電網 視為大型儲能系統,不需額外加蓄電池則可降低發電成本。
簡言之,遮陽設施的設置能夠節約室內空調能源使用,其節能效益 具有示範性意義;光電板能源效率提升、技術開發與成果,足以改善電 力的尖峰用電促使供需平衡,促進能源資開發與再生能源之利用,分析 太陽能發電系統記錄之整年運轉狀態及運轉資料,並加以評估,以了解 裝設太陽能發電系統所能產生的太陽能發電效益,進而評估實際在台灣 地區太陽能發電效益及與建築結合之效益。
太陽能光電系統九月份經校正後恢復準確度與穩定度,仍需持續蒐 集整年度各項資料觀察系統運作狀況與效益分析,成為完整效益評估資
料。未來在光電系統研究上,可於建築表面裝設太陽能光電板,例如玻 璃帷幕作為隔熱與提供室內採光並減少空調冷氣耗電量,成為建築材料 的一部分,並結合藝術美觀設計,使其增加附加價值對於太陽能示範與 推廣具正面意義。台灣地區漫射量大,因此為提高光電板發電量,可利 用具有聚光效果之光學產品提高日照強度,例如凸透鏡聚光原理則可提 高數倍以上日照強度與發電量。聚光後板面溫度升高影響最大功率點的 問題,有下列兩種解決方法,其一,可裝設水冷系統於光電板下方,除 了可達到降低板溫之外,也可作為太陽能熱水器增加附加功能。其二,
以光學的方式濾除其他無法發電的太陽光波長,光電板的溫度則可獲得 改善,結合聚光與濾波對光電板輸出特性應有正面的影響。
第一次意見審查回覆表
日期:2004 年 6 月 24 日
項目 審查意見 對照說明
1 本研究建議對建築外殼之定義範圍與界 面以及如何與太陽能光電系統結合進一 步補充說明。
太陽能光電板經隔熱實驗可達隔 熱效果,與外遮陽設施可成為建 築體一部份。
2 太陽能光電板已在國內使用多年,但不 被大眾普遍接受,但先進國家則比我國 普及,可能是因為相關業者對於該產品 之設計不被大眾所接受,未來實有待加 強提升設計效能或產品外觀。
單純發電效益單價仍偏高,若能 與其他效益結合,則可降低發電 成本與增加附加價值。
3 對於本項產品若可由政府機關加以輔導 獎勵措施,或指定一些建築為示範案 例,以誘導民眾接受及使用之意願。
目前能源委員會設有獎勵措施,
示範計畫上仍需產官學界協助與 政府推廣再生能源使用。
4 有關效益評析,建議分析電力、隔熱等 在整體效益所佔的比例。
也已於報告書中詳盡討論。
5 是否考慮塵灰對太陽面板產生的影響。 本研究案系統 1-2 與 1-3 具有水 洗除塵試驗,討論落塵影響與除 塵後光電板發電效益。
6 光電系統與建築外殼結合後請考慮其操 作及維護性。
本案設有維修走道與監視設備,
方便維護與監控。
7 請就太陽能光電系統結合建築外殼之節 能效益與原建築外殼耗電量 ENVLOAD 指標之建築物外殼節能效益作比較,包 括太陽能板遮陽熱阻係數。
業已於報告書中詳盡討論。
8 請研究團隊就遮陽、外殼變數對應於太 陽能光電系統發電效益評估,以發展建 築物實際應用之實體模式提供參考。
業已於報告書中詳盡討論。
9 太陽能光電系統結合建築外殼實質應 用,其推廣的關鍵在於市場及經濟的可 行性,請納入此部分研究並提出建議。
光電板除了發電、隔熱與節能 外,帷幕式光電板具透光率,經 濟效益仍有得努力增加其附加價 值。
附錄一 審查意見回覆表
項目 審查意見 對照說明 10 請將太陽能板所可能造成的環境問題如
光害列入研究考量。
設置光電板於設備館頂樓對於環 境的影響,有益遮陽效果,柔和 室內採光。但對鄰近大樓可能存 在反射所造成之眩光。
11 本計畫之執行,對國內太陽光電工程發 展及建築物節約能源之應用具良好的示 範及推廣效益。
國內外積極推廣「綠建築」下,
建築體融合環保與再生能源的利 用,可達到視覺上美觀與實際上 節能效益。
12 本案之效益可分為兩大方面考量,一為 太陽光發電效益,另一為建築物省能效 益。對於後者,建議可加強太陽能光電 板結合建築外殼設計時,對於室內光熱 環境之改善及對於空調能源之節約成效 應予以量化,並量測其室內溫溼度及耗 電量,則研究成果對於未來應用之效益 提升將有極大之助益。
將光電板視為發電與遮陽設備,
討論溫度變化、冷氣耗電節能,
並將光電設備成本與能源節省費 用做計算,評估實際效益與太陽 能電價,於本報告中有詳細討 論。
13 建議加強太陽能光電結合建築外殼對於 空調的節能效益探討。
業已於報告書中詳盡討論。
14 建議應說明太陽能光電板角度變更方 式,並探討光電板受熱影響之問題。
系統 2 角度變更方式為每禮拜調 整五度,已設置溫度感應器觀察 溫度、角度對方電量之影響。
15 此計畫對建築節能有一定之助益。 建築節能由兩年度溫度與空調耗 電量資料可觀察出實際節能效 益,於報告書中有詳細討論。
16 請說明遮陽板部分與太陽能光電板部分 之效益分析是分開進行或一起進行(結 果會不同),量測參數及分類建議請完 整規劃。
業已於報告書中,分開單純討論 發電效益與合併遮陽效果探討節 能效益。
項目 審查意見 對照說明 17 台灣屬高溫高濕之氣候區,日照充足,
日射量不夠。目前由於太陽能設備其成 本仍高,若單純考慮其回收年限恐遙遙 無期,但如能將其當成建築物的一部分
(如屋頂、外牆、步道等),當可減少 其成本。
光電板裝設於建築外牆可作為玻 璃帷幕有益於室內採光與發電;
結合藝術與景觀設計,裝置於戶 外更可增加民眾對光電設施的認 識與接受。
18 本案為一延續性計畫,從去年就已進行 本所設備館溫溼度、空調耗電等之資料 收集,當可與今年架設後之數據作一比 對,以了解其優點,並強化其節能效益 之成果展現。
業已於報告書中討論光電設施遮 陽效果,討論兩年度溫濕度變化 與空調設備耗能比較。
19 本案之效益可分為兩大方面考量,一為 太陽光電板發電效益,另一為建築物省 能效益,對國內太陽光電工程發展及建 築物節約能源之應用具良好示範及推廣 效果。
業已於報告書中詳盡討論太陽能 發電效益以及節能效益,未來繼 續研究與搜集各項資料更有助於 完整光電效益的分析。
20 本案之前就已針對本所設備館做其室內 熱環境、空調耗電等之資料收集,可與 今年太陽能光電系統結合外遮陽設備架 設後之數據作一比對,評估其優點,以 加強其節能效益成果顯示。
業已於報告書中詳盡討論光電設 施與遮陽設備其發電與節能效 益。
第二次意見審查回附表
日期:2004 年 8 月 13 日
項目 審查意見 對照說明
1 德、日努力掌握太陽能源市場,執著成 本實不宜,經費方面可以找能源局支 持,報告中每度 15 元是否為保守估計?
應提出附加價值,外部景觀與構造細部 結合,關於如何發揮與建築結合之附加 價值,應為重要的課題,應加強探討並 呈現於本研究中。
本研究案中,實際發電數據與節 能效益下,太陽能電價 15.17 元,
外部景觀與構造細部結合需產官 學界投注更多協助並與藝術領域 結合提升附加價值。
2 本案報告書在建築物構造結合之設計細 部或設計方法,應納入整理與檢討。
業已於 92 年度-性能實驗群外遮 陽與光電板設施工程品管計畫書 中詳盡報告。
3 光電版應與外遮陽結合,效益應可達到 四倍以上。
目前節能效益於空調耗電量上為
目前節能效益於空調耗電量上為