建築整合太陽光發電設備設計應用及相關法規之研究

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年

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建築整合太陽光發電設備設計應用及相

關法規之研究

內 政 部建 築研 究 所協 同 研 究 報告

中華民國 103 年 12 月

（本報告內容及建議，純屬研究小組意見，不代表本機關意見）

建築整合太陽光發電設備設計應用及相

關法規之研究

內 政 部建 築研 究 所 協 同研 究 報告

中華民國 103 年 12 月

（本報告內容及建議，純屬研究小組意見，不代表本機關意見）

計畫主持人：陳瑞鈴

協同主持人：詹肇裕

研 究 員：吳啟哲

研 究 助 理 ：洪浩倫、尤博民

目次

目次

表次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ IV

圖次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ⅤIII

摘要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ XIII

第一章 緒論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 1

第一節 研究動機‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 1

第二節 研究目的‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 1

第三節 研究內容與方法‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 1

第四節 研究流程‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 3

第五節 文獻回顧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 4

第二章 建築整合太陽光發電設備設計應用之相關課題‧‧‧‧‧ 27

第一節 近 5~10 年太陽光發電設備推廣政策‧‧‧‧‧ 27

第二節 計畫內容與作業流程‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 37

第三節 日射氣象與發電效益資料‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 44

第四節 系統種類、安裝部位、構造方式介紹‧‧‧‧‧ 54

第五節 國內外相關法規、規範、標準資料‧‧‧‧‧‧ 63

第六節 設計應用解析軟體‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 76

第七節 設計施工技術資料‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 79

第八節 完工驗收與性能檢測技術資料‧‧‧‧‧‧‧‧ 82

第九節 使用管理與維護更新技術資料‧‧‧‧‧‧‧‧ 87

第十節 設備構造成本與運轉效益評估模式‧‧‧‧‧‧ 92

第十一節 太陽光發電設備產品與案例‧‧‧‧‧‧‧‧ 94

第三章 建築整合太陽光發電設備應用之國內相關法規分析‧‧‧ 99

第一節 太陽光發電設備法規、電氣法規、建築法規

之架構與項目‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 99

第二節 設計施工階段相關法規分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 110

第三節 完工驗收與性能驗證階段相關法規分析‧‧‧‧ 129

第四節 營運使用與管理維護階段相關法規分析‧‧‧‧ 129

第五節 建築技術規則有關太陽光發電設施設置規定之檢

核‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 131

第四章 建築整合太陽光發電設備案例介紹‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 141

第一節 國內建築整合太陽光發電設備案例‧‧‧‧‧‧ 141

第二節 國外設計案例‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 181

第三節 小結‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 224

第五章 建築整合太陽光發電設備案例設計施工使用意見調查‧ 225

第一節 調查對象、內容與方法‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 225

第二節 調查結果‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 226

第三節 小結‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 229

第六章 結論與建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 233

第一節 結論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 233

第二節 建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 237

附錄‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 243

附錄一 期中審查會議紀錄及評審意見執行現況‧‧‧‧‧‧‧ 245

附錄二 期末審查會議記錄及評審意見執行現況‧‧‧‧‧‧‧‧ 251

目次

附錄三 國內建築整合太陽光發電設備應用之建築法規條文‧‧ 261

附錄四 國內太陽光發電設備之法規條文‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 269

附錄五 國內建築整合太陽光發電設備應用之國家標準認證項目 279

附錄五-1 CNS 認證項目/表 1 建築標準‧‧‧‧‧‧‧ 279

附錄五-2 CNS 認證項目/表 2 太陽光發電設備‧‧‧‧ 283

附錄五-3 CNS 認證項目/表 3 電氣設備‧‧‧‧‧‧‧ 288

附錄六 3kWp 防災型太陽光電發電設備採購設置規範書‧‧‧‧ 293

附錄七 莫拉克風災重建太陽光電應用設置補助計畫太陽光電發電

設備竣工報告書‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 313

附錄八 太陽光電發電設備竣工後安裝廠商自我檢查表‧‧‧‧‧ 317

附錄九 太陽光電發電設備竣工查驗 RA (%)量測表‧‧‧‧‧‧ 321

附錄十 太陽光電發電系統電能生產及運轉紀錄表‧‧‧‧‧‧‧ 325

附錄十一 太陽光電發電系統電能生產及運轉紀錄表‧‧‧‧‧‧ 327

附錄十二 專家座談會議紀錄‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 329

參考書目‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 337

表次

表 2-1 日本太陽光電補貼政策變化‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 33

表 2-2 臺灣六個城市平均氣象年日射量與 1991~2000 年日射量平

均值‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 46

表 2-3 臺灣 27 個氣象站標準氣象年日射量(1977~2006 年)‧‧‧ 47

表 2-4 中央氣象局臺北測站 2002 ~ 2012 年逐月日射量資料平均值

‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 48

表 2-5 臺北、臺中、花蓮、臺南、臺東、屏東南向與東向斜面之全

年日射量推估比值(Gy-β / Gy-h)‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 50

表 2-6 臺灣地區水平面月平均日射量(依中央氣象局 2002~2012 年

資料統計)‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 51

表 2-7 臺灣六個都市建築外殻南向斜面光電板發電系統全年發電

量推估值‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 52

表 2-8 臺灣地區年平均日射量與光電板直流發電力推估值‧‧‧ 53

表 2-9 太陽能電池種類‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 57

表 2-10 GB 中國大陸國家標準認證標準太陽光發電設備項目‧‧ 66

表 2-11 JIS 日本工業規格協會認證標準太陽光發電設備項目‧‧ 68

表 2-12 美國 The International Code Council 聯邦建築法規項目 68

表 2-13 ASTM 美國材料試驗協會認證太陽光發電設備項目‧‧‧ 69

表 2-14 英國建築設計技術法規 England and Wales Building Regu

lations 項目‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 70

表次

表 2-16 BS(British Standard)英國標準協會認證標準太陽光發電設

備規定項目‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 71

表 2-17 NF 法國標準協會認證標準太陽光發電設備規定項目‧‧ 72

表 2-18 DIN 德國標準協會認證標準太陽光發電設備規定項目‧‧ 73

表 2-19 DIN-VDE 德國電氣工程協會認證標準太陽光發電設備規定

項目‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 74

表 2-20 IEC 國際電工標準太陽光發電設備規定項目‧‧‧‧‧‧ 74

表 2-21 ISO 國際標準日射量測規定項目‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 76

表 2-22 太陽光發電設備設計應用模擬軟體‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 76

表 2-23 JEM-TR228 太陽光發電系統完工時檢測項目與要領‧‧ 87

表 2-24 JEM-TR228 太陽光發電系統完工時檢測項目與要領‧‧ 88

表 2-25 JEM-TR228 太陽光發電系統日常檢測項目與要領‧‧‧ 89

表 2-26 JEM-TR 太陽光發電系統定期檢測項目與要領‧‧‧‧‧ 89

表 2-27 太陽光電發電設備電能躉費率‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 93

表 3-1 國內應用太陽光發電設備有關建築管理之法規名稱與概要

項目‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 100

表 3-2 國內太陽光發電設備之法規名稱與概要項目‧‧‧‧‧‧ 101

表 3-3 國內應用太陽光發電設備有關土地使用管制之法規名稱與

概要項目‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 102

表 3-4 國內中國國家標準 CNS 中有關應用太陽光發電設備之建築

認證項目‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 103

表 3-5 國內中國國家標準 CNS 中有關太陽光發電設備認證項目

‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 105

表 3-6 國內中國國家標準 CNS 中有關電氣設備認證項目‧‧‧ 107

表 3-7 太陽光電板設置部位相關建築法規整理‧‧‧‧‧‧‧ 110

表 3-8 光電板設置於屋頂之法規分析(建築技術規則)‧‧‧‧‧ 110

表 3-9 光電板設置於屋頂之法規分析(高雄市)‧‧‧‧‧‧‧‧ 114

表 3-10 光電板設置於屋頂之法規分析(臺南市)‧‧‧‧‧‧‧‧ 114

表 3-11 光電板設置於外牆上之法規分析(建築技術規則)‧‧‧‧ 115

表 3-12 光電板設置於遮陽裝置上之法規分析(建築技術規則)‧‧118

表 3-13 太陽光電板設置於建築或空地相關土地管制法規分析‧‧120

表 3-14 臺灣省各使用分區建築物法定空地之規定整理‧‧‧‧‧ 121

表 3-15 臺灣省公共設施用地分區建築物法定空地之規定整理‧‧122

表 3-16 臺北市各使用分區建築物法定空地之規定整理‧‧‧‧ 122

表 3-17 臺北市公共設施用地分區建築物法定空地之規定整理‧ 123

表 3-18 新北市各使用分區建築物法定空地之規定整理‧‧‧‧ 124

表 3-19 新北市公共設施用地分區建築物法定空地之規定整理‧ 124

表 3-20 臺中市各使用分區建築物法定空地之規定整理‧‧‧‧ 125

表 3-21 臺中市公共設施用地分區建築物法定空地之規定整理‧ 125

表 3-22 臺南市各使用分區建築物法定空地之規定整理‧‧‧‧ 126

表 3-23 臺南市公共設施用地分區建築物法定空地之規定整理‧‧126

表 3-24 高雄市各使用分區建築物法定空地之規定整理‧‧‧‧ 127

表 3-25 國內建築整合應用太陽光發電設備完工驗收與性能檢測法

規名稱與概要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 129

表次

表 3-26 國內建築整合應用太陽光發電設備使用管理與維護更新技

術法規名稱與概要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 129

表 3-27 建築技術規則設計施工篇相關條文檢核表‧‧‧‧‧‧‧ 133

表 3-28 太陽能光電板適用建築類型分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 139

表 5-1 建築整合太陽光發電設備調查案例基本資料‧‧‧‧‧‧ 225

表 5-2 建築整合太陽光發電設備現況問題與使用意見調查結果

‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 226

表 6-1 建築技術規則設計施工篇相關條文修訂與增訂建議‧‧‧ 238

圖 1-1 研究流程‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 3

圖 2-1 日本太陽光電系統應用類別比重‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 34

圖 2-2 太陽光電設備暨流程‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 40

圖 2-3 太陽光電發電系統申請補助作業流程表‧‧‧‧‧‧‧ 41

圖 2-4 太陽光屋頂百萬座計畫申請案申請流程‧‧‧‧‧‧‧ 42

圖 2-5 併聯與電力回售申請作業流程‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 43

圖 2-6 中央氣象局臺北測站 2002~2012 年逐月日射量分佈‧‧ 48

圖 2-7 臺灣地區水平面月平均日射量分佈‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 51

圖 2-8 全球全年日射量分佈‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 52

圖 2-9 太陽光發電系統‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 54

圖 2-10 太陽能電池獨立型發電系統‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 54

圖 2-11 太陽能電池並聯型發電系統‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 55

圖 2-12 緊急防災型(獨立/併聯混合型)太陽光電系統‧‧‧‧‧ 56

圖 2-13 太陽能電池種類‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 56

圖 2-14 屋頂構造整合光電板應用之方式‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 58

圖 2-15 屋頂構造整合光電板應用實例‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 58

圖 2-16 帷幕牆構造整合光電板應用之方式‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 59

圖 2-17 帷幕牆構造整合光電板應用實例‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 60

圖 2-18 鋼筋混凝土或鋼板外牆構造整合光電板應用之方式‧‧ 60

表次

圖 2-19 帷幕牆構造整合光電板實例‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 61

圖 2-20 遮陽裝置構造整合光電板應用之方式‧‧‧‧‧‧‧‧ 62

圖 2-21 遮陽裝置構造整合光電板應用實例‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 62

圖 2-22 PV-system 專業模擬軟體‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 78

圖 2-23 PV-system 專業模擬軟體‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 79

圖 2-24 KLOBER 公司/太陽能光電板電纜出線套件‧‧‧‧‧ 94

圖 2-25 KLOBER 公司/太陽能光電板支承架防水密封套件‧‧ 94

圖 2-26 臺中清水休息站園區追日型太陽光發電設備系統‧‧‧ 95

圖 2-27 可攜式自動追日太陽光發電設備‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 95

圖 2-28 BIPV 設計案例-奧地 Stadtwerke Hall‧‧‧‧‧‧‧‧ 96

圖 2-29 BIPV 設計案例-奧地利朝陽公園多恩比恩大樓‧‧‧‧ 96

圖 2-30 BIPV 設計案例-荷蘭 Petten 能量研究中心‧‧‧‧‧‧ 97

圖 3-1 建築整合太陽光發電設備應用相關法規與標準‧‧‧‧ 99

圖 3-2 高雄市建築物屋頂設置太陽光電設施規定‧‧‧‧‧‧ 114

圖 3-3 太陽光發電板設置高度檢核圖示‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 132

圖 3-4 建築技術規則設計施工篇/建築面積、建築高度、太陽光發

電設備高度規定條文圖示‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 136

圖 3-5 高雄市建築物設置太陽光電設施辦法/太陽光發電設施規

定圖示‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 137

圖 3-6 建築技術規則設計施工篇/建太陽光發電設備高度條文增

修訂建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 138

圖 4-1 淡水光電遊憩城 1-1 淡水客船碼頭照片‧‧‧‧‧‧‧ 143

圖 4-2 淡水光電遊憩城 1-2 淡水漁人碼頭照片‧‧‧‧‧‧‧ 145

圖 4-3 淡水光電遊憩城 1-3 八里客船碼頭(永續環境教育中心)照

片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 147

圖 4-4 竹北新瓦屋客家文化中心集會堂照片‧‧‧‧‧‧‧‧ 149

圖 4-5 竹北新瓦屋客家文化中心集會堂設計圖‧‧‧‧‧‧‧ 150

圖 4-6 嘉義產業創新研發中心照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 152

圖 4-7 新營南瀛五號公園照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 154

圖 4-8 新營南瀛五號公園照片及設計圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 155

圖 4-9 高雄世運主場館照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 159

圖 4-10 高雄世運主場館照片與設計圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 160

圖 4-11 高雄世運主場館設計圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 161

圖 4-12 屏東六堆客家文化園區照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 165

圖 4-13 臺北市青年公園太陽能圖書館照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 167

圖 4-14 嘉義大學蘭花溫室照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 169

圖 4-15 臺北市花博公園夢想館照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 171

圖 4-16 新莊國民運動中心照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 173

表次

圖 4-17 臺北市立圖書館石牌分館照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 175

圖 4-18 臺北市立圖書館石牌分館設計圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 176

圖 4-19 臺南市政府大樓照片與設計圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 178

圖 4-20 La Vaguada Commercial and leisure Center 照片‧‧‧ 183

圖 4-21 Train station Stillwell Avenue 照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 185

圖 4-22 Train station Stillwell Avenue 設計圖‧‧‧‧‧‧‧‧ 186

圖 4-23 Druk White Lotus School 照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 188

圖 4-24 Druk White Lotus School 設計圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 189

圖 4-25 Magic Box solar house 照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 196

圖 4-26 Magic Box solar house 設計圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 198

圖 4-27 SIERRA BONITA APARTMENTS 照片‧‧‧‧‧‧‧ 201

圖 4-28 SIERRA BONITA APARTMENTS 設計圖‧‧‧‧‧‧ 202

圖 4-29

Levi's Stadium

照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 204

圖 4-30

Levi's Stadium

照片與設計圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 205

圖 4-31

Levi's Stadium

設計圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 206

圖 4-32 日本太陽能方舟照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 208

圖 4-33 日本太陽能方舟設計圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 209

圖 4-34 德國塞尼學院照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 212

圖 4-35 德國塞尼學院照片與設計圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 213

圖 4-36 羅馬 Scarl ONIUS 兒童博物館照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 217

圖 4-37 羅馬 Scarl ONIUS 兒童博物館設計圖‧‧‧‧‧‧‧‧ 218

圖 4-38 Ropemaker 大樓照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 221

圖 4-39 Ropemaker 大樓照片與設計圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 222

摘要

摘 要

關鍵詞：建築、 太陽光發電、 建築整合太陽光發電、 建築與太陽光發電設備一體化、 法規

一 、 研 究 緣 起

(1)法規層面上，如何促進太陽光發電設備在建築應用上之推廣，自給自足，提升建築

物再生能源運用，減少市電依賴，邁向節能減碳、低耗能城市。

(2)建築應用上，如何促進太陽光發電設備與建築外殼構造、空間設計之整合應用，降

低太陽光發電設備成本，並提升建築外殼構造遮陽、隔熱、通風性能。

(3)建築整合太陽光發電設備設計之國內外相關法規及規範，標準為何？

(4)國內新建建築物與既有建築物整合太陽光發電設備設計應用時，建築計畫設計時之

相關法規參考依據，相關規章內容之完整性如何？

(5)建築整合太陽光發電 (BIPV)：係指使用太陽能光伏材料(太陽能光電板)取代傳統建

築外殼部分或全部材料，使建築物外殼之屋頂、天窗或外牆構造與太陽能光伏材料

整合成為發電來源，而不必採用外加方式加裝太陽能光電板，可以部分或全部供應

建築用電；降低太陽光發電設備成本並兼具美觀。(資料來源：National institute of

building science http://www.wbdg.org/resources/bipv.php)

二 、 研 究 方 法 及 過 程

依據研究目的，本計劃採用之研究方法，包括：文獻蒐集法、現場調查法、與專

家訪談法與資料分析檢核法。本計劃研究內容區分下列部份，包括：

(1)收集分析國內國外有關建築整合太陽光發電設備(BIPV)應用之相關法規、規範、標

使用與管理維護使用各階段面向。

(2)國內外有關建築整合太陽光發電設備實例資料收集分析。

(3)建築整合太陽光發電應用實例調查分析，匯整作業技術要項、現況問題與使用意見。

(4)就建築整合太陽光發電應用作業，分析現行相關建築與設備、能源法規；包括：

設計、施工、完工驗收與性能驗證、營運使用與管理維護使用各階段。包含：

土地管制、建築管理、電力、太陽光發電設備等各面向；區分:設置敷地、屋頂、外

牆、遮陽裝置等部位。針對建築整合太陽光發電應用相關法規，進行專家意見調查。

(5)就促進建築整合太陽光發電應用推廣與提升利用效益觀點，包括：降低成本、提升

運轉效率與發電應用，提升建築外殼構造性能，匯整建築整合太陽光發電應用設計

之相關法令與作業技術要項。擬提相關建築法規改進建議。

三 、 重 要 發 現

本研究綜合建築整合太陽光發電設備各案例之現況問題與使用意見調查結果，彙

整建築整合太陽光發電設備設計施工使用相關技術，分別就(一)設計面、(二)施工面、

(三)使用面、(四)制度面，提出重點事項如下。

(一)設計面

1.氣候環境：設計時應考慮環境氣候因素，依據雨量、風速、地震、落雷等因素，加強

BIPV 構造之結構強度與週邊附屬電氣設備之耐候強度與壽命。

2.植栽環境：光電板設置位置應考慮大型喬木植栽未來成長後，樹蔭遮蔽光電板問題。

3.設計參考手冊：可建立完整建築整合太陽光發電設備設計參考手冊，主要內容包括:

建築空間、整合構造、太陽光發電設備系統、相關法規、效益評估等相關事項，提供

設計者參考。

3.系統故障顯示：由於太陽光發電設備竣工後使用，多數現場皆非由太陽光電專業人員

或電氣專業人員管理設備系統，發電設備之監測記錄裝置，應可導入故障點及故障狀

況或斷線停電等顯示功能，方便於使用者能掌握系統發電耗電運轉狀態，及早發現故

障及故障點狀況，俾於通知太陽光電專業廠商進行系統檢修。

摘要

4.預組構件模組構造：就光電板安裝固定構造之設計，考慮光電板更新拆裝之方便性。

建議可與相關產業配合開發預鑄預組構件。導入模組化設計觀念，每一塊太陽光電板

應為一個獨立模組，在組裝與拆裝時應能單獨裝卸不影響其他板片或不受其他板片安

裝之影響。

5.防銹耐久構件：考量支撐材料之防銹處理與耐久性，配線、接線盒、配線接頭等設備

之耐久性。

6.防水排水構造：配線接頭、配線貫穿構造體處應增設防水覆蓋板與防水填縫，版片單

元與單元之接合處應強化防水處理。BIPV 設計時可考慮參考鋁窗二次防水之設計概

念；在防水橡膠老化或破損時，能以自然重力排水方式將雨水匯集至屋頂天溝或牆面

排水導溝排放。

7.雨水利用自淨：光電板採用傾斜式安裝方式，利用雨水淨化板面污塵。對於水平面屋

頂太陽光電系統，可增設噴水自淨裝置，以澆水方式自淨光電板提升光電板發電效率。

8.維修作業空間：建築設計階段時，建議設計者應考慮未來使用階段時，光電板及周邊

設備之清理、檢查、維修、更新操作作業空間、吊裝更換作業方式等。例如:預先留設

檢修清理走道、施工吊架掛勾或地面吊車停放操作空間等。

9.機房空間：考量直交流轉換器、控制盤、配電盤空間之通風散熱與施工維修操作空間。

10.系統整合：考慮空間、構造、電氣設備與太陽光發電設備之整合與介面處理；太陽光

發電設備次系統之間，包括：模組、設備系統組件、支撐構造之整合與施工介面處理。

(二)施工面

1.施工流程規範：建立標準的施工作業流程規範，目前對於 BIPV 之施作未建立標準施作

流程，導致施工品質不一，廠商多憑經驗累積與其他帷幕工程之施作經驗為參考。

2.竣工使用檢測：依據工業技術研究院所訂「太陽光電發電設備採購設置規範書」

，所列:

「十一、驗收要求/(二)驗收項目與標準：

/21.太陽光電模組功率和設備容量:其允收標準須符合:(1)光電板標示功率與型錄之額

定功率規格一致；(2)PL(單片模組出廠實測功率)≧0.95*Pm 型錄額定功率全部模組出

廠實測功率大於或等於申請設置設備容量。」目前有關竣工之驗收檢測，工業研究院

訂定有「竣工後安裝廠商自我檢查表」及「竣工查驗 PA 量測表」及「量測方法」供

參考，但私有案例是否依此驗收有待商確，亦將影響系統運轉性能。

/25.太陽光電設備一般功能測試:安裝須與合約資料相符，設備並能維持正常運轉與發

電並聯。」目前有關竣工之驗收檢測，工業技術研究院訂有「竣工自我檢查表」

、

「竣

工查驗 RA 量測表」及量測法，但是私有案例是否依此驗收，則有待商榷；也影響系

統運轉性能。

3.專業證照：施工人員未建立專業的技術人員認證證照制度，目前是以室內配線或工業

配線技術人員即可，因而使施作品質良莠不齊。

(三)使用面

1.保固與維修年期：如何鼓勵廠商延長竣工後保固年期，或延長系統維護檢修年期；定

期進行系統維護檢修工作，以協助使用戶確保系統運轉性能。

2.維修專業廠商：鼓勵上下遊產業或同業專業廠商結盟，投入太陽光電設備維修產業，

建構區域性維修專業商系統及網路資訊，方便使用戶洽詢維護檢修。

3.維護檢修合約：宣導光電系統使用者與專業廠商簽訂維護合約，協助光電系統運轉性

能維持。

4.使用維修手冊：結合政府單位、設計者、專業廠商及施工者共同研擬建築整合太陽光

發電設備之使用管理維護保養維修手冊，內容包括:空間使用、構造建材使用、太陽光

發電設備及監測設備使用；提供使用者建立使用管理知識。

並考慮將來是否將設備與使用手冊一併列入建築物權利轉換之附屬物件。

5.推廣知識：建議產業機構相關公會，辦理講習或印製文宣或建構知識資訊網站，向社

會大眾及使用者宣導，建立太陽光發電系統之維護使用觀念及正確使用管理知識。

(四)制度面

1.廠商評鑑制度：逐步建立專業廠商評鑑制度，獎勵推薦優良產品廠商、設計者、專業

施工廠商及公告施工服務不良廠商，以提升鼓勵專業廠商服務能力及服務品質。

2.躉售電價：提高臺電躉售價格，提高民眾投資設置太陽能發電設備之意願，目前躉售

價格接近設置成本，民眾投資大筆金額，但其投資報酬率不高，投資回收期過長回收

慢，因而使得推廣誘因不足，加上運轉期間若有損壞，高額維修費用會使成本回收期

摘要

延長。

3.保險制度：建立 BIPV 設備之保險制度，太陽能發電設備是精密電子設備，長期暴露

日久老化問題，若遇天災更會造成嚴重損壞，可以由政府協調保險業者開設太陽光

發電設備專門保險項目，投資者日後在發生重大故障與天災時，可降低與分攤維修

成本。

四 、 主 要 建 議 事 項

本研究提出下列具體建議，分別從立即可行建議及中長期建議加以列舉。

(建議事項)建議一 立即可行之建議：建立建築整合太陽光發電設備設計技術參考手冊；研

擬建築整合太陽光發電設備之使用管理維護保養維修手冊。

主辦機關：行政院內政部建築研究所

協辦機關：行政院公共工程委員會、經濟部能源局

1.建立建築整合太陽光發電設備設計技術參考手冊

(1)建築設計階段時，建議設計者應考慮未來使用階段時，光電板及周邊設備之清理檢

查維修，更新操作作業空間、吊裝更換作業方式等。例如:預先留設檢修清理走道、

施工吊架掛勾或地面吊車停放操作空間等。就光電板安裝固定構造之設計，考慮光

電板更新拆裝之方便性。建議可與產業配合開發預鑄預組構件。

(2)可建立建築整合太陽光發電設備設計參考手冊，主要內容包括:建築空間、整合構造、

太陽光發電設備系統、相關法規、效益評估等相關事項，提供設計者參考。

2.研擬建築整合太陽光發電設備之使用管理維護保養維修手冊

(1)結合政府單位、設計者、專業廠商及施工者共同研擬建築整合太陽光發電設備之使

用管理維護保養維修手冊，內容包括:空間使用、構造建材使用、太陽光發電設備及

監測設備使用；提供使用者建立使用管理知識。

(2)考慮將來是否將設備與使用手冊一併列入建築物權利轉換之附屬物件。

(建議事項)建議二 中長期性建議：修訂建築技術規則有關太陽光發電設備設紙條文。

主辦機關：內政部營建署

協辦機關：內政部建築研究所、經濟部

1.修訂建築技術規則有關太陽光發電設備設置之條文

依據太陽能光電板設置部位別:屋頂、外牆、遮陽、地面等四部分，檢核建築技術規

則有關建築整合太陽光發電設備應用之現行條文規定內容，經由法規分析、專家意見、

期末審查委員意見彙整；並且參考高雄市政府頒行「高雄市建築物設置太陽光電設施辦

法」

，提出修訂與增訂條文內容建議，如下表。另參考圖 3-3、3-4、3-5、3-6。

建築技術規則設計施工篇相關條文修訂及增訂之建議參考表

光 電 板 位 置 建築技術規則 管制項 目 現行條文規定內容 建議修訂或增訂條文內容 屋 頂 第 1 條 第 3 款 (建築面 積) 建築物外牆中心線或其代替柱中心線以內之最大 水平投影面積。但電業單位規定之配電設備及其 防護設施、地下層突出基地地面未超過一點二公 尺或遮陽板有二分之一以上為透空，且其深度在 二點零公尺以下者，不計入建築面積。 <建議增訂> 建築物外牆中心線或其代替柱中心線以內之最大水 平投影面積。但電業單位規定之配電設備及其防護設 施、地下層突出基地地面未超過一點二公尺或遮陽板 有二分之一以上為透空；或遮陽板設置太陽光電設 施，太陽光電板水平投影面積占太陽光電設施水平投 影面積百分之七十以上，且其深度在二點零公尺以下 者，不計入建築面積。 但太陽光電設施設置於法定空地，符合下列各款情形 者，得免計入建築面積: 一、從地面起算高度在二點三公尺以下。 二、太陽光電板水平投影面積占太陽光電設施水平投 影面積百分之七十以上。

摘要

第 1 條 第 10 款 (屋頂突 出物) 十、屋頂突出物：突出於屋面之附屬建築物及雜項 工作物： (一)樓梯間、昇降機間、無線電塔及機械房。 (二)水塔、水箱、女兒牆、防火牆。 (三)雨水貯留利用系統設備、淨水設備、露天機電 設備、煙囪、避雷針、風向器、旗竿、無線電桿及 屋脊裝飾物。 (四)突出屋面之管道間、採光換氣或再生能源使用 等節能設施。 (五)突出屋面之三分之一以上透空遮牆、三分之二 以上透空立體構架供景觀造型、屋頂綠化等公益及 綠建築設施，其投影面積不計入第九款第一目屋頂 突出物水平投影面積之和。但本目與第一目及第六 目之屋頂突出物水平投影面積之和，以不超過建築 面積百分之三十為限。 <建議修訂> 十、屋頂突出物：突出於屋面之附屬建築物及雜項工 作物： (一)樓梯間、昇降機間、無線電塔及機械房。 (二)水塔、水箱、女兒牆、防火牆。 (三)雨水貯留利用系統設備、淨水設備、露天機電設 備、煙囪、避雷針、風向器、旗竿、無線電桿及屋脊 裝飾物。 (四)突出屋面之管道間、採光換氣或再生能源使用等 節能設施。 (五)突出屋面之三分之一以上透空遮牆、三分之二以 上透空立體構架供景觀造型、屋頂綠化等公益及綠建 築設施，其投影面積不計入第九款第一目屋頂突出物 水平投影面積之和。但本目與第一目及第六目之屋頂 突出物水平投影面積之和，以不超過建築面積百分之 三十為限。但建築物設置太陽能光電發電設備高度在 四點五公尺以下者，且太陽光電板水平投影面積占太 陽光電設施水平投影面積百分之七十以上，其面積得 不受本目之限制。 第 300 條(太陽 能光電 發電設 備高度) 適用本章之建築物其容積樓地板面積、機電設備面 積、屋頂突出物之計算得依下列規定辦理： 三、建築物設置太陽能光電發電設備高度在二點零 公尺以下者，其面積得不受本編第一條第九款第一 目之限制。 <建議修訂> 適用本章之建築物其容積樓地板面積、機電設備面 積、屋頂突出物之計算得依下列規定辦理: 三、建築物設置太陽能光電發電設備高度，符合下列 各款情形者，且太陽光電板水平投影面積占太陽光電 設施水平投影面積百分之七十以上，其面積得不受本 編第一條第九款第一目之限制。 (一)建築物屋頂突出物設置太陽光電發電設備，從屋 頂突出物面起算高度在二點五公尺以下者。 (二)建築物屋頂設置太陽光電發電設備，從屋頂面起 算高度在四點五公尺以下者。 (三)建築物露臺設置太陽光電發電設備，從露臺面起 算高度在三點六公尺以下者。 屋 頂 突 出 物 第 300 條(太陽 能光電 發電設 備高度) 適用本章之建築物其容積樓地板面積、機電設備面 積、屋頂突出物之計算得依下列規定辦理： 三、建築物設置太陽能光電發電設備高度在二點零 公尺以下者，其面積得不受本編第一條第九款第一 目之限制。 <建議修訂> 適用本章之建築物其容積樓地板面積、機電設備面 積、屋頂突出物之計算得依下列規定辦理: 三、建築物設置太陽能光電發電設備高度，符合下列 各款情形者，且太陽光電板水平投影面積占太陽光電 設施水平投影面積百分之七十以上，其面積得不受本 編第一條第九款第一目之限制。 (一)建築物屋頂突出物設置太陽光電發電設備，從屋 頂突出物面起算高度在二點五公尺以下者。 (二)建築物屋頂設置太陽光電發電設備，從屋頂面起 算高度在四點五公尺以下者。 (三)建築物露臺設置太陽光電發電設備，從露臺面起 算高度在三點六公尺以下者。

露 臺 第 300 條(太陽 能光電 發電設 備高度) 適用本章之建築物其容積樓地板面積、機電設備面 積、屋頂突出物之計算得依下列規定辦理： 三、建築物設置太陽能光電發電設備高度在二點零 公尺以下者，其面積得不受本編第一條第九款第一 目之限制。 <建議修訂> 適用本章之建築物其容積樓地板面積、機電設備面 積、屋頂突出物之計算得依下列規定辦理: 三、建築物設置太陽能光電發電設備高度，符合下列 各款情形者，且太陽光電板水平投影面積占太陽光電 設施水平投影面積百分之七十以上，其面積得不受本 編第一條第九款第一目之限制。 (一)建築物屋頂突出物設置太陽光電發電設備，從屋 頂突出物面起算高度在二點五公尺以下者。 (二)建築物屋頂設置太陽光電發電設備，從屋頂面起 算高度在四點五公尺以下者。 (三)建築物露臺設置太陽光電發電設備，從露臺面起 算高度在三點六公尺以下者。 屋 簷 與 遮 陽 第 1 條 第 3 款 (建築面 積) 建築物外牆中心線或其代替柱中心線以內之最大 水平投影面積。但電業單位規定之配電設備及其 防護設施、地下層突出基地地面未超過一點二公 尺或遮陽板有二分之一以上為透空，且其深度在 二點零公尺以下者，不計入建築面積。 <建議增訂> 建築物外牆中心線或其代替柱中心線以內之最大水 平投影面積。但電業單位規定之配電設備及其防護設 施、地下層突出基地地面未超過一點二公尺或遮陽板 有二分之一以上為透空；或遮陽板設置太陽光電設 施，太陽光電板水平投影面積占太陽光電設施水平投 影面積百分之七十以上，且其深度在二點零公尺以下 者，不計入建築面積。 但太陽光電設施設置於法定空地，符合下列各款情形 者，得免計入建築面積: 一、從地面起算高度在二點三公尺以下。 二、太陽光電板水平投影面積占太陽光電設施水平投 影面積百分之七十以上。 第 9 條 (建築物 可突出 部分) (可突出之部份）依本法第五十一條但書規定可突 出建築線之建築物，包括左列各項： 一、紀念性建築物：紀念碑、紀念塔、紀念銅像、 紀念坊等。 二、公益上有必要之建築物：候車亭、郵筒、電 話亭、警察崗亭等。 三、臨時性建築物：牌樓、牌坊、裝飾塔、施工 架、棧橋等，短期內有需要而無礙交通者。 四、地面下之建築物、對公益上有必要之地下貫 穿道等，但以不妨害地下公共設施之發展為限。 五、高架道路橋面下之建築物。 六、供公共通行上有必要之架空走廊，而無礙公 共安全及交通者。 <建議增訂> (可突出之部份）依本法第五十一條但書規定可突出 建築線之建築物，包括左列各項： 一、紀念性建築物：紀念碑、紀念塔、紀念銅像、紀 念坊等。 二、公益上有必要之建築物：候車亭、郵筒、電話亭、 警察崗亭等。 三、臨時性建築物：牌樓、牌坊、裝飾塔、施工架、 棧橋等，短期內有需要而無礙交通者。 四、地面下之建築物、對公益上有必要之地下貫穿道 等，但以不妨害地下公共設施之發展為限。 五、高架道路橋面下之建築物。 六、供公共通行上有必要之架空走廊，而無礙公共安 全及交通者。 七、即有建築物增設太陽光電設施設置為雨遮或遮 陽板，雨遮或遮陽板用太陽光電板突出牆面線之深 度在零點六公尺以下；且太陽光電板水平投影面積 占太陽光電設施水平投影面積百分之七十以上。

摘要

外 牆 第 9 條 (建築物 可突出 部分) (可突出之部份）依本法第五十一條但書規定可突 出建築線之建築物，包括左列各項： 一、紀念性建築物：紀念碑、紀念塔、紀念銅像、 紀念坊等。 二、公益上有必要之建築物：候車亭、郵筒、電話 亭、警察崗亭等。 三、臨時性建築物：牌樓、牌坊、裝飾塔、施工架、 棧橋等，短期內有需要而無礙交通者。 四、地面下之建築物、對公益上有必要之地下貫穿 道等，但以不妨害地下公共設施之發展為限。 五、高架道路橋面下之建築物。 六、供公共通行上有必要之架空走廊，而無礙公共 安全及交通者 <建議增訂> (可突出之部份）依本法第五十一條但書規定可突出 建築線之建築物，包括左列各項： 一、紀念性建築物：紀念碑、紀念塔、紀念銅像、紀 念坊等。 二、公益上有必要之建築物：候車亭、郵筒、電話亭、 警察崗亭等。 三、臨時性建築物：牌樓、牌坊、裝飾塔、施工架、 棧橋等，短期內有需要而無礙交通者。 四、地面下之建築物、對公益上有必要之地下貫穿道 等，但以不妨害地下公共設施之發展為限。 五、高架道路橋面下之建築物。 六、供公共通行上有必要之架空走廊，而無礙公共安 全及交通者 七、即有建築物增設太陽光電設施設置為雨遮或遮陽 板，雨遮或遮陽板用太陽光電板突出牆面線之深度在 零點六公尺以下；且太陽光電板水平投影面積占太陽 光電設施水平投影面積百分之七十以上。 地 面 第 1 條 第 3 款 (建築面 積) 建築物外牆中心線或其代替柱中心線以內之最大 水平投影面積。但電業單位規定之配電設備及其防 護設施、地下層突出基地地面未超過一點二公尺或 遮陽板有二分之一以上為透空，且其深度在二點零 公尺以下者，不計入建築面積。 <建議增訂> 建築物外牆中心線或其代替柱中心線以內之最大水 平投影面積。但電業單位規定之配電設備及其防護設 施、地下層突出基地地面未超過一點二公尺或遮陽板 有二分之一以上為透空，且其深度在二點零公尺以下 者，不計入建築面積。 但太陽光電設施設置於法定空地，符合下列各款情形 者，得免計入建築面積: 一、從地面起算高度在二點三公尺以下。 二、太陽光電板水平投影面積占太陽光電設施水平投 影面積百分之七十以上。

(建議事項)建議三 中長期性建議:建立太陽光發電專業廠商評鑑獎勵制度；推動業者與學

界開發太陽光發電設備預鑄預組構件。

主辦機關：經濟部能源局

協辦機關：內政部營建署、內政部建築研究所

1.建立太陽光發電專業廠商評鑑獎勵制度

逐步建立專業廠商評鑑制度，獎勵推薦優良產品廠商、設計者、專業施工廠商及公告

施工服務不良廠商，以提升鼓勵專業廠商服務能力及服務品質。

2.推動業者與業界開發太陽光發電設備預鑄預組構件

就光電板安裝固定構造之設計，考慮光電板更新拆裝之方便性。建議可與產業配合

開發預鑄預組構件。

ABSTRACT

Keywords: Architecture, Photovoltaic, Architecture Integrated Photovoltaic(AIPV), Building

Integrated Photovoltaic(BIPV), building code

This research focus on the application of Building integrated photovoltaic(BIPV) containing the

designing data, construction process, maintenance and use management, regulation and evaluation, for

the purpose of promoting the BIPV application.

First, the designing data were collected, including the recent policy, planning and installation

process, climate data, PV system, construction of BIPV, regulation, software and document.

Second, the regulation, code and standard of BIPV designing were collected and the contents were

analized, including the building, photovoltaic and electrics, during the process of desiging,

construction and maintainenance.

Third, the data of BIPV cases in domestic and overseas were collected and analized for

comprehending different concepts of BIPV design.

Fourth, the survey of BIPV installation expenence were conducted for gaining the user’s

experence of BIPV installation.

The conclusions shows that the maintenance space of BIPV is needed and had better could be

preserved during desinging process. It’s proposed to form the designing reference and maintenance

code of BIPV for architects and owner. The results of the BIPV reserch includes the evaluation of

BIPV power, knowledge of designing, construction, document and installation regulation. The

modification of the artiele of building code were suggeted for promoting the application of BIPV by

viewing the contents of the code.

第一章 緒論

第一章 緒 論

第一節 研究動機

(1) 規層面上，如何促進太陽光發電設備在建築應用上之推廣，自給自足，提升建築物再生能源

運用，減少市電依賴，邁向節能減碳、低耗能城市。

(2) 建築應用上，如何促進太陽光發電設備與建築外殼構造、空間設計之整合應用，降低太陽光

發電設備成本，並提升建築外殼構造遮陽、隔熱、通風性能。

(3)建築整合太陽光發電設備設計之國內外相關法規及規範，標準為何？

(4)國內新建建築物與既有建築物整合太陽光發電設備設計應用時，建築計畫設計時之相關法規

參考依據，相關規章內容之完整性如何？

第二節 研究目的

(1)瞭解國內國外有關建築整合太陽光發電設備(BIPV)設計之相關建築法規、規範、標準。

(2)瞭解建築整合太陽光發電設備應用現況問題與使用意見。

(3)瞭解建築整合太陽光發電設備應用設計相關法規與作業技術要項。

(4)就促進建築整合太陽光發電應用推廣與提升利用效益觀點，擬提相關技術改進建議。

第三節 研究內容與方法

依據研究目的，本計劃採用之研究方法，包括：文獻蒐集法、現場調查法、與專家訪談法

與資料分析檢核法進行。本計劃研究內容區分下列部份，包括：

(1)收集分析國內國外有關建築整合太陽光發電設備(BIPV)應用之相關法規、規範、標準與作業

技術要項，比較其差異；包括：設計、施工、完工驗收與性能驗證、營運使用與管理維 護

使用各階段面向。

(2)國內外有關建築整合太陽光發電設備實例資料收集分析。包括:經濟部能源局、台電公司、

工業技術研究院、公私機構、智慧財產局、國內外網路。

(3)建築整合太陽光發電應用實例調查分析，匯整作業技術要項、現況問題與使用意見。

(4)就建築整合太陽光發電應用作業，檢核現行相關建築與設備、能源法規；包括：設計、

施工、完工驗收與性能驗證、營運使用與管理維護使用各階段面向；(包含都計、建築、

電力、太陽光電。彙整分析建築整合太陽光發電應用相關法規，提供製造商、設計者、

施工者、使用管理維護者作業參考。

(5)就促進建築整合太陽光發電應用推廣與提升利用效益觀點，包括：降低成本、提升運

轉效率與發電應用，提升建築外殼構造性能，匯整建築整合太陽光發電應用設計之相關

法令與作業技術要項。擬提相關法規與技術改進建議。

第一章 緒論

第四節 研究流程

圖 1-1 研究流程

課題:建築整合太陽光發電設備設計應用及相關法規之研究

研究範圍、內容、方法

結論與建議

國內案例設計施工使用意見調查 (製造商、設計者、施工者、使用 者)

擬提建築整合太陽光電應用設計施工使

用技術改進建議

文獻回顧

國內外建築整合太陽光發電設備=

相關建築法規、規範、標準收集

國內外建築整合太陽光發電設備

發展現況、案例與技術資料收集

彙整建築整合太陽光電發電設備技術事項

檢核建築整合太陽光發電設備相關 法規規範(敷地、屋頂、外牆、遮陽)

國內外發展現

況、案例資料分析

建築整合太陽光

發電設備技術資

料分析(構造、空

間、設備、物環)

國外相關法規標

準分析(英、美、

日、法、德、中)

國內相關法規標準

分析(都計、建築、

電力、太陽光電)

國內外設計案例介紹

第五節 文獻回顧

「建築整合太陽光發電」定義

建築整合太陽光發電(BIPV)係指 Building-integrated Photovoltaics 定義:-建材一型太陽

光電系統，是開發具有建材功能之太陽能光電板(PV module)，藉著以建築設計手法將太陽

能光電板建材置入建築本體； BIPV 系統元件不只可發電，亦為建築外殼之一部分，具有

建築與發電之雙重功能。可應用於建築外殼帷幕牆、屋頂、採光罩、遮陽棚、遮陽板、雨

遮等建材之太陽光發電系統。(資料來源: BIPV 建材一體型太陽光電系統應用研究，內政部

建築研究所自行研究報告，p.35 )

建築整合太陽能光發電設備 (BIPV)使用太陽能光伏材料取代傳統建築材料，使建築物

本體外殼成為發電來源，不必另外加裝太陽能版具有節省光電板設置空間、降低設備與構

造之合計成本、圕造建築外觀等優點。(資料來源:維基百科(2013.11.08) 。建築整合太陽能，

取自 http://zh.wikipedia.org/wiki/BIPV)

壹、有關「太陽光電設備計畫與系統設計」研究之文獻

1.Jae Bum Lee a, Jae Wan Park, Jong Ho Yoon, Nam Choon Baek, Dai Kon Kim,U.

Cheul Shin(2014), An empirical study of performance characteristics of BIPV

system for the realization of zero energyBuilding, Energy, (66),25-34.

分析光伏建築一體化的性能特點（光伏建築一體化）

，建築物系統設計零碳建築為目的。

國家環境研究所棟樓 2449 帄方米，由五個實驗室組成。應用如絕緣，外部遮光裝置和照明控

制等。光伏建築一體化系統，非晶，116.2 kWp 總容量，應用於牆壁，窗戶，屋頂。

建築物能源消耗總量和建築一體化系統總發電量帄衡有盈餘，評估實現零碳建築。

2.董毅(2010.5)。美觀性光伏建築一體化應用研究。建築技術。

光伏建築一體化對建築節能有很大貢獻，但太陽能電池建築物美觀的影像影響其發展，

在這方面進行設計研究，提出可行性探索，期望光伏建築更美。

3.王兆孙，艾芊，萬振東(2010)。光伏建築一體化系統中陰影遮蔽問題的研究。華東電力。38(11)。

第一章 緒論

分析光伏建築一體化系統的優勢和面臨問題，分析對系統發電影響較大的影響遮蔽

問題，並提出解決問題的設計方案。對光伏建築一體化系統的模擬，分析方案的有效性和

可能性。

4.蘇乘風，趙春江，洪崇恩(2010)。0kW 建築一體化屋頂光伏發電系統的研制。華東電力。

38(7)。

就系統布局、太陽電池、結構設計、電氣設計等方面，介紹上海某高校學生多功能

生態活動中心 10KW 並網型建築一體化屋頂太陽能光伏發電系統。

5.蔡宜中(2009)。BIPV 建材一體型太陽光電系統應用。內政部建築研究所。

此研究綜合多位 BIPV 相關廠商、建築師及專家學者訪談研究，並召開審查會議，聆

聽專家學者對本入門手冊(草案)之建言，針對附錄之「BIPV 應用於建築設計施工入門手

冊(草案)」做規劃方向分析，得到下述重要發現:

(1)將宣導對象先聚焦於 BIPV 相關業界，待國內相關建築業者對 BIPV 有一定的認識後，

後續研究可考量以一般社會大眾為宣導對象。

(2)將此入門手冊(草案)之目標定位為宣導推廣建造出在地化符合我們台灣亞熱帶國家的

BIPV 建築，故不會僅追求美學，而以效益為先。

(3)與 BIPV 太陽光電系統設計及施工較有關係的介面為建築師、支撐系統廠商、太陽光電

廠商；從 BIPV 建築設計開始，建築師、太陽光電廠商與相關支撐系統廠商等皆頇不斷

密切的討論配合。

(4)入門手冊(草案)分為「第一篇 BIPV 基礎概念」與「第二篇 BIPV 應用於建築設計施工

注意事項」

。第一篇先讓相關建築業者對 BIPV 之優缺點及發電效率等有一基本認識，

第二篇則讓各專業廠商對 BIPV 應用於建築設計施工有更深入的瞭解及介面釐清，以更

能掌握使用 BIPV。

6.褚玉芳，沈輝。建築節能催生光伏建築一體化(2008)。工業建築。

探討太陽光伏建築節能中應用形式的探討和典型實例分析，指出太陽能技術應用於建

築的環保性與緩解能源緊張的重要作用。

7.詹肇裕，鄭政利，尤博术(2003)。建築設備計畫整合太陽能光電系統應用。行政院-國家

科學委員會專題研究計畫，臺北市:行政院國家科學委員會。

研究分析建築電氣設備計畫流程與太陽能光電系統計劃流程之作業事項；同時，探討

建築電氣設備計畫整合太陽能光電系統應用之介面課題。最後檢討建築設備整合太陽能

光電系統發電直接利用之最適空間與設備。

8.Joachim Benemann (2001)Building-integrated PV modules,Solar Energy Materials &

Solar Cells,(67),345-354.

提出德國建築帷幕牆型整合太陽光發電設備應用(BIPV)之設計與施工之技術經驗。

貳、有關「日射氣象環境條件」研究之文獻

1.施華(2009)。社區發展太陽能發電系統之成本效益評估。國立交通大學工學院碩士在職

專班產業孜全與防災組。

研究蒐集中央氣象局 2004~2008 年期間全天空日射量與溫度等氣候資料，並據以探

討臺北、臺中、高雄、臺東、花蓮五個地區，已建置太陽能發電系統的住孛或機構，計算

系統的模擬發電量、成本效益及回收時程等數據。

依據氣候資料統計結果，2008 年之帄均全天空日射量，臺東地區高達 4.26kWH

day，帄均 1 kW 日發電量為 3.06 kWH；臺中市、高雄市全年度日射量幾乎達到 3 kWH/m

2

day 的水準，帄均 1kW 日發電量為 2.88~2.92kWH，顯示此三地區全年均具發電潛能。

臺北年帄均日射量較弱，1kW 日帄均發電量為 2.21kWH；但是夏季日射量可達 4kW

H /m

2

day，花蓮、臺東更達到 5~6kWH /㎡ day，1kW 日發電量可增至 3.28~4.39 kWH 的

水準，說明臺北、花蓮夏季相對發電潛力強，有利舒緩季節性尖峰用電。在 1kWH 之發

電成本計算結果，以臺東最低為 11.14 元，臺北最高達 15.42 元。換算設置成本回收時程，

扣除政府補助，臺東頇 43 年，臺北市則頇 59.54 年方可回收。

第一章 緒論

比較 2004~2008 年期間各地區系統的模擬發電量、成本效益及回收時程等結果均與

2008 年相似，臺東地區之帄均全天空日射量達 4.27kWH/m

2

day，1kW 帄均日發電量略增

為 3.07kWH；其他地區則微幅減少，四個地區 1kW 帄均日發電量介於 2.12~2.84kWH 間。

比較 1kWH 的發電成本發現，以臺東最低為 11.14 元，臺北最高達 15.82 元。

回收時程臺東為 43 年，臺北市為 61 年。

研究發現 1997~2008 年的帄均日射量及溫度有升高趨勢。最近五年各地氣溫增加

1.01~1.0 倍；在日射量變化方面，臺東增加 1.04 倍、臺北、高雄、花蓮增加 1.14~1.18

倍，臺中則增加了 1.26 倍之多，各地區 1kW 帄均日發電量也與日射量同步增加。除了臺

東地區有最高之發電量外，臺中市的系統發電量提升最多。

2.單啟文(2008)。向最佳傾角及緯度關係之研究與驗證。國立台灣科技大學 建築系。

研究分析建築整合型太陽光電系統的最佳角度，與系統測量位置緯度之間的關聯性。

這些數據的分析與驗證，係根據北緯零度到八十五度，十四個國家中的二十個不同的地區

的資料進行詴算評估。各地區的建築整合太陽光電系統，假設採用單晶矽太陽光電板，並

將固定設置南向之傾斜角度。本文詴圖找出系統經由最佳傾角估 量所得之成果，以及系

統位置之緯度的關連性，進一步驗證將當地緯度作為此面板傾角之假設。最終結果顯示，

以緯度作為太陽光電板傾角的系統，可獲得以最佳傾 角所得之 98.6%評估效益。本論文

的結論指出選擇緯度作為太陽光電板傾角之可靠性，並且證明存在於面板的最佳傾角和系

統設置當地緯度的直接關連性。

3.張原華(2007)。台灣地區日射量之研究。環球技術學院 - 環境資源管理所。

利用統計方法及調和分析法探討台灣地區日射量的特性，根據劉(2006)的研究發現

中央氣象局所屬氣象站之全天空太陽輻射儀器從裝設至 2003 年以前從未進行過任何校札

，為了避免使用不當的校札方法校札資料，導致分析結果產生偏差，本研究選定中央氣象

局所屬 18 個氣象站的全天空太陽輻射儀器皆完成校札後的 2003 年 4 月 2006 年 3 月為本

研究資料分析的時間區間，進行台灣地區日射量的分析，並將所得結果與劉的研究結果做

一比較。研究結果顯示，台灣地區月帄均日射量最高為 7 月、最低為 1 月；台灣地區日射

量在空間分佈上，由北部至南部有逐漸遞增的趨勢，最高帄均日射量出現在嘉義氣象站、

最低帄均日射量出現在竹子湖氣象站；至於台灣地區 1 月~12 月各月份日射量分佈整體而

言是較接近韋伯分佈；在調和分析方面，台灣地區日射量受第 3 調和量(年度變化)的影響

最大，東部日射量受第 3 調和量的影響大於西部，北部日射量受第 3 調和量的影響大於南

部，全臺受第 3 調和量影響最小為臺中氣象站，其最大值均出現在 7 月～8 月間；在年帄

均日射量及年總日射量方面，除臺中氣象站外，幾乎其他氣象站都逐年呈現遞減的趨勢，

此現象應與年總日照時數的逐年遞減有關。

4.何明錦(2007)。建築物建置太陽能光電最佳化設計模型之研究。內政部建築研究所。

研究「建築物建置太陽能光電最佳化設計模型之研究」得到以下結論:

(1)研究建立太陽能設計用標準日射量資料庫，本研究收集中央氣象局氣象數據，初步建

立了台灣地區 1997~2006 十年間之日射量數據。27 個測候站數據整理成月帄均日射量

與年帄均日射量兩種格式，可以提供建築師設計太陽能發電之參考依據。

(2)此研究建立太陽能設計用動態模擬軟體，建立了三大城市之「太陽能設計用標準氣象

年」資料庫，並且據以製作太陽能設計用動態模擬軟體。動態模擬軟體可以讓設計者

預估不同方位角與高度角設置太陽能光電系統後之發電效益，以作為設計階段及運轉

最適化的效益評估。

(3)此研究提出我國各地理分區特徵與發電潛能關連分析，研究將 27 個測站區分為六個地

理特徵，據以分析各區之年日射量變動特徵與發電量，提出六大分區之日射量潛能、季

節優勢與發電策略，可作為建築物建置太陽能光電最佳化設計的效益評估。

5.C.L.Cheng, C.Y.Chan, C.L.Chen,(2006.11), ”An empirical approach to estimating

monthly radiation on south tilted planes for building application”, ENER GY,(31),

2940-2957.

依據實驗系統量測所得之斜面日射量進行資料修札，建立「南向斜面逐月日射量推

估式」

；以臺北地區之實測南向斜面逐月日射量進行驗證。

6.何明錦(2006)。研究內政部建築研究所。內政部建築研究所。

此研究「台灣太陽能設計用標準日射量與相關檢測規範之研究」得到以下幾項結論:

(1)初步建立太陽能設計用標準日射量資料庫收錄我國二十九個一級測站的日射量資料，

並換算成每 kW 容量的太陽能光電板之發電量預測，利於建築師考慮設置成本效益。

第一章 緒論

(2)根據太陽能先進國家相關檢測規範提出建議，以作為未來太陽能建築法制化參考。

(3)水洗因素提高太陽能板之輸出效率達 21.5~25.5%利用水洗降低板溫，兼具除塵功能，

影響光電板發電效率可達 21.5~25.5%，但其效率在一星期左右則會降至 3~8%左右。

因此晶片溫度及板體積塵兩大因子，影響發電效率至鉅。

(4)光電板水洗回收水顯示，落塵含量的多寡造成水電阻改變，足以影響發電效益，自來

水電阻約為

5.413kΩ-cm，然而在光電板水洗回收水量測之水電阻為 3.197kΩ-cm，可知

其落塵量涵蓋許多離子造成導電率增加。猶頇進行長期空氣汙染量與日射量雙變數探討

與進一步分析。

7.何明錦(2005)。整合型太陽能光電板綜合建築外殼之效益分析。

內政部建築研究所架設太陽能光電板發電容量 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，具有指標性的意義。記錄太陽能發電系統之整年運轉狀態

及運轉資料來評估與分析。太陽能發電系統因不同方位南向所產生太陽能發電效益，得以

評估比較，成為台灣效益評估之數據。

8.C.L.Cheng, C.Y.Chan, C.L.Chen.,(2005) “Empirical approach to BIPV evaluation of

solarirradiation for building applications”, RENEWABLE ENERGY,(30)1055-1074.

運用既有之弦式模型斜面日射量推估資料，依據實驗系統量測所得之斜面日射量進行

資料修札，以建立「南向斜面日射量簡算法」

；並且以台灣地區之實測南向斜面日射量進

行驗證。

9.詹肇裕，鄭政利，徐豪廷，尤博术(2005.6.18)。

「南向至東向斜面日射量比值關係式之建

立與應用於太陽光發電力推估」。中華术國建築學會第十七屆第一次建築研究成果發表

會論文集。

依據研究實驗系統量測所得之斜面日射量進行資料修札，建立「南向至東向斜面日射

量比值關係式」

；並且以台灣臺北地區之實測南向至東向斜面日射量進行驗證。

10.詹肇裕，鄭政利，徐豪廷，尤博术(2005)。南向至東向斜面日射量比值關係式之建立與

應用。行政院國家科學委員會專題研究計畫。臺北市:行政院國家科學委員會。

研究分析水帄面日射量與斜面日射量之關係，建立「斜面逐月日射量比值關係式」

，

應用此關係式推估建築外殼斜面光電板發電量；並瞭解在本地氣象條件下，光電板配置

方位、傾斜度對於發電力之影響。

11.Murat Kacira,2004,”Determining optimum tilt angles and orientations of PV panels in

Sanliurfa, Turkey”,RENEWABLE ENERGY, (29), 1265-1275.

分析地區日射量以選擇最佳之太陽能光電板孜裝角度。

12.詹肇裕(2003)。斜面逐時日射量實測與統計。行政院國家科學委員會專題研究計畫。臺

北市:行政院國家科學委員會。

研究主要係建立水帄面、斜面日射量量測系統，以中和地區為例進行實測記錄，累積

地區性微氣候逐時日射量資料；並且比較水帄面與各方位別斜面收受日射量之差異。

13.詹肇裕(2001)。建築太陽電池設備計畫用基本資料庫暨-傾斜面逐時日射量推估模式比

較。行政院國家科學委員會專題研究計畫，臺北市:行政院國家科學委員會。

研究首先彙整建築太陽電池設備計劃用基本參考資料，包括：國內外相關設計規範、

電池模組產品種類與特性、設備容量、模組應用與孜裝、氣象資料等。其次係建立日射

量量測系統進行實測，累積中和地區日射資料，並且檢證兩種斜面日射量推估式。

參、有關「太陽光發電效益」研究之文獻

1.仇中柱，周天泰，李芃，李春瑩(2009.5)。華東電力。37(5)。

利用實驗數據驗證內嵌於建築，實驗與 ESP 軟體驗證光伏窗太陽能發的數學模型利

用驗證過之數學模型為研究對象，整理中國不同緯度之城市氣候太陽輻射強度之城市氣

第一章 緒論

候數據。

2.高翊倫(2008)。建構台灣地區太陽能發電系統之發電量預測模型。國立交通大學工業工程

與管理研究所。

研究分別針對此兩因素建構預測模型，在系統轉換效率的部份，以各種系統規格做

為解釋變數，應用遺傳規劃法（Genetic Programming, GP）進行預測；地表日照量部份，

搜集中央氣象局出版的氣候年報，以時間序列分析（Time Series Analysis）之成份分解法

預測台灣各地區未來的地表日照量，最後整合地表日照量預測值、系統模組面積與轉換

效率預測值，即可預測系統的發電量，且預測模型可程式化，只要輸入發電系統的關鍵

變數與設置地區，即可得知系統在未來某一段時間內，札常運作下可輸出的發電量，一

旦產、官、學各界對於太陽能發電系統輸出的發電量能有更準確的預估，對於投資、政

策制定及相關學術研究皆能有幫助。

3.何明錦(2008)。建築整合型太陽能光電系統(BIPV)綜合型效益之研究-以內政部建築研究

所性能實驗中心為例。內政部建築研究所。

研究結論:

(1)此研究完成性實驗中心 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)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

，能提供給建築師參考。

(3)完成台灣臺北、臺中、高雄、花蓮及臺東等五大測站三十年期(1977~2006 年)典型日

射量資料庫，並與近十年期(1977~2006 年)之日射量比較，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)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。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應用評估。

4.尤怡婷(2006)。BIPV 整體效益評估方法之研究。台灣科技大學-建築系碩士論文。

以四大指標評估項目(發電性能指標、建築整合性能指標、太陽光電結合效益指標以