太陽熱能

1

太陽熱能

與太陽光電能之應用

太陽光成分

• 太陽光 ^{之能量可分成} 光能 ^與 熱能

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太陽光能量之應用

光能

• 太陽光電能

• 光合作用

• 照明

熱能

• 太陽能加熱

• 環境加溫

太陽熱能之應用系統

• 太陽能熱水器

5

• 太陽能加熱發電系統

熱煙囪型太陽能加熱發電系統

• 影片

7

太陽光電能發電系統

太陽能板之分類

主分類 次分類 價格

（Cell US$/W）

Crystalline Si Cells（結晶矽）

Single Crystal （單晶） 2.5-3.5 Multicrystalline （多晶） 2-3 Thick Si Film

Multijunction Concentrators GaInP/GaAs/Ge

（多介面）

Three-junction 1000-2000

Two-junction Single-Junction

GaAs

（砷化鎵）

Single Crystal（單晶）

Concentrator

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主分類 次分類 價格

（Cell US$/W）

Thin Film Technologies

（薄膜技術）

Cu(In, Ga)Se2 (I-II-VI) 2-3 CdTe（II-VI）

Amorphous Si:H （非晶矽） 2-3

Nano-, micro-, Poly-Si （微晶矽）

Multijunction Polycrystalline

（多晶）

Emerging PV

（新興技術）

Dye-Sensitized cells （有機染料）

Organic cells

Source: NREL，IEK，科技政策研究與資訊中心—科技產業資訊室，

2008/04。

1975-2010年太陽光電技術路徑圖

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太陽能電池之製程

製程影片

III-V族︰砷化鎵太陽能電池

•三五族可以接收到的波長為 300~1000nm，矽為材料

則是 1000~1500nm，由於波長愈長，轉換效率愈低，

因此砷化鎵太陽能電池可取得較高之轉換效率。

15

III-V族︰砷化鎵太陽能電池

•砷化鎵太陽能電池之應用(1)

人造衛星之太陽能電池

III-V 族︰砷化鎵太陽能電池

•砷化鎵太陽能電池之應用(2)

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薄膜太陽能電池

薄膜太陽能電池鍍膜厚度可薄至2um，因此在同一受光面

積之下可較矽晶圓太陽能電池大幅減少原料的用量。與同

面積的矽晶圓太陽能電池相比可減少90%以上的材料。

薄膜太陽能電池

•薄膜太陽能電池之應用(1)

19

薄膜太陽能電池

•薄膜太陽能電池之應用(2)

薄膜太陽能電池與LED照明結合

薄膜太陽能之應用

21

三重堆疊非晶矽太陽能電池

23

太陽能發電系統之實驗

基本特性介紹

太陽能板基本特性量測

25

太陽能電池動作原理

+

− E

太陽能板之半導體PN接面之結構圖

太陽能板內部電洞電子移動情形

27

太陽能板內部電洞電子移動情形

- V_pv

pv + I

太陽能電池之特性曲線

不同照度下之I-V曲線

1000 W/m²

800 W/m²

600 W/m² 500 W/m²

250 W/m²

29

太陽能電池之特性曲線

不同照度下之P-V曲線

1000 W/m² 800 W/m²

600 W/m² 500 W/m² 250 W/m²

太陽能電池之特性曲線

不同溫度下之I-V曲線

85 ℃ 75 ℃

25 ℃ 35 ℃ 60 ℃

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太陽能電池之特性曲線

不同溫度下之P-V曲線

85 ℃ 75 ℃

25 ℃ 35 ℃ 60 ℃

太陽能發電系統

應用之介紹

33

太陽能發電系統

„併聯型太陽能發電系統

=> 適用於已有市電網路之區域

„獨立型太陽能發電系統

=> 適用於市電網路無法到達之區域。

併聯型太陽能發電系統

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彰化縣陽光社區

• 共15戶住家安裝太陽能系統

• 總發電容量31.5kWp(瓦千)

高雄世運會

設置容量：1MWP

37

獨立型太陽能發電系統

信義分局

信義鄉因為颱風多雨量大，常常變成一座孤島，對外道路 中斷，聯絡不易，並有停電的麻煩。但是太陽光電設置卻 改寫信義鄉的悲歌與救災效率。目前信義鄉11個派出所，

選定其中心點設置四處；包括：信義分局、和社派出所、

青雲派出所、及東埔派出所。

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太陽能發電系統評估與安裝

地區氣候評估

容量評估 or 面積評估

回收報酬率評估

2001~2004 年的

全台灣年平均日照量(MJ/m ² -y)

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2010年臺中整年日照量統計

0 50 100 150 200

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

月份(月) 日照時數(小時)

0 500 1000 1500 2000

年累積日照時數(小時)

資料來源：中央氣象局

100年度再生能源電能收購費率

再生能源

類別 分類 級距(kW) 100年度費率(元/度)

太陽光電 屋頂型 ≧1 ~ <10

10.3185

≧ 10 ~ < 100 9.1799

≧ 100 ~ < 500 8.8241

≧ 500 7.9701

地面型 無區分 7.3297

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太陽能發電系統評估─容量評估

‹

一家四口所需電力容量約：3kWp

‹

現今含施工、材料及申請費用價格約20萬元/kW (參考用)

‹

系統成本：3kW * 20萬元/kW = 600,000元

‹

年回收電費：

‹

3kW * 6hr/day * 356 day * 0.75(綜合效率) * 10.3185(元/度)

= 49,590元

‹

回收年限：600,000元 / 49,590元 = 12年

太陽能發電系統評估─面積評估

• 頂樓總面積：939m ²

• 可安裝太陽能板180W

(at 1000W/m

,25℃), 共400片

45

• 太陽能發電系統設置容量

= 每片太陽能電池發電量* 裝置片數

= 180W * 400 = 72000W=72kW

• 太陽能發電系統發電量

=設置容量*日照時間*綜合效率

=72kW*2338.3(hr/year)*0.75

=126268.2(kWh/year)

z

年設備回收電價

126268.2(kWh/year) * 10.3185(NTD/kWh)

= 1,302,898 (NTD/year)