緒 論

第一節 研究緣起與背景

由於能源使用觀念改變，屋頂型太陽能光電板在政府大力推行下能見度趨多，

尤其以經濟部推動「陽光屋頂百萬座計畫」並於 103 年修正「設置再生能源設施 免請領雜項執照標準」，以及地方政府（如：高雄市）制訂「高雄市建築物設置 太陽光電設施辦法」，透過鼓勵方式期望達到節能減碳目的；惟太陽能光電板容 易遭颱風吹落而造成危險，但卻無相關規範要求，臺灣在去（104）年 8 月及 9 月相繼受到蘇迪勒、杜鵑強烈颱風侵襲，光電板掉落情形相當驚人，民眾對於強 風威脅又更加明顯有感。

去(104)年自行研究「屋頂型太陽能光電板風阻形狀係數研究」即掌握時事 潮流，預先洞察社會需求，以國內常見屋頂型太陽能光電板，建置符合實際情況 縮尺模型，進行實驗分析計算風壓係數C

_P

、阻力係數C

_D

及升力係數C

_L

等形狀係 數，並探討得知光電板在角隅區所承受的風壓值均為最大，且當含有女兒牆時，

明顯削弱了風壓對光電板的影響。研究也提出具體建議之「屋頂型太陽能光電板 風阻形狀係數表」可供設計立即應用參考，以解決國內無相關規範之困境。然而，

去年工研院綠能所鑑於國內現況，多次與本所探討可否再針對支架部分進行相關 研究，爰本研究將依實務需求進一步探究支架結構受風情形，以利完整提供太陽 能光電板在抗風設計之參考。

第二節 研究目的與內容

一、 研究目的

由於國內太陽能光電板目前多以鋁支架為主，該材質與型式對於抗風 程度，尚無相關規範，以致於本研究擬以彙整國內外太陽能光電板有關支 架研究成果、規範等，以及整理國內常用型式，再建置符合實際情況之縮 尺模型，進行受風實驗，並計算分析支架結構應力分佈。期望完整建立太 陽能光電板抗風設計參考，並持續提供我國「建築物耐風設計規範」後續 增修建議。而發展本研究同時也符合本所 105 年「建築技術多元創新與推 廣應用精進計畫(2/4)」分項計畫「風工程技術提昇多元整合研究計畫」之「實 驗技術品質提昇與發展」、「多元化跨領域應用研究」重點目標，俾利藉此 有效預防與控制風災危害，提昇國人生活品質與保障。

二、 研究內容

本研究彙整國內外太陽能光電板有關支架研究成果、規範等，以及整 理國內常用型式，建置符合實際情況之縮尺模型，透過力平衡儀，於不同 風速與環境條件進行受風試驗。採用一組單片光電板，以不同型式之組合 條件，將風力 1/10 縮尺模型連結於在六力平衡儀，變化不同風速、風向角 等條件，量測三方向平均受力值（F

X

、F

Y

與F

Z

），再藉由無因次化後（C

FX

、 C

^FY

與C

^FZ

），計算分析支架結構應力分佈。另外，考量儀器設備限制，也藉由 風壓模型，進行單片型、陣列型 1/5 縮尺模型風壓量測，求取風壓係數後，

按照應力分配估算支架受力。

三、 預期成果

1. 完成單片型太陽能光電板支架結構風力分析。

2. 結合過去研究，整合完成具體「太陽能光電板風力設計對策」，以供業 界設計參考，進而提供建築物耐風設計規範增修參考。

第三節 研究方法與進度

一、 研究方法

1. 文獻回顧：彙整國內外太陽能光電板支架相關研究成果、規範等，以及 瞭解整理國內常用型式。

2. 模型試驗法：配合既有儀器設備（六力平衡儀），以單片太陽能光電板 建置模型，於不同風速與環境條件，量測不同型式支架受風情形。

3. 歸納分析法：分析計算結構應力分配（含基座、直橫料、斜撐、扣件夾 具、壓板等）計算分析後，整理提出對策，以供設計參考應用。

二、 研究流程

研究流程如下圖。

表 1 -1 研究計畫進度表

項次 工作項目 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月

1 文獻蒐集回顧 2 模型設計與製作

3

均勻流模型縮尺 試驗（單片型、

陣列型）

4 試驗資料彙整計 算C

_F

、C

_p

5 期中報告撰擬與 審查

6 支架應力計算 7 成果報告撰擬與

審查

（資料來源：本研究整理）

在文檔中 單片太陽能板支架結構風力分析研究 (頁 21-25)