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研究生: 戰華祥
HUA-SHIANG JAN
論文名稱: 膠合式太陽能節能玻璃之發電與節能效益研究
Stady on the Energy Effciency Laminated Heat Insulation Solar Glass
指導教授: 楊錦懷
CHIN-HUAI YOUNG
口試委員: 陳建光
JIAN-GUANG CHEN
蘇南
NAN SU
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2016
畢業學年度: 104
語文別: 中文
論文頁數: 99
中文關鍵詞: HISG膠合式太陽能節能節能玻璃BIPV耗能
外文關鍵詞: HISG, Energy Efficiency Laminated Heat Insulation Sola, BIPV, Energy consumption
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  • 有鑑於目前人口數量不斷攀升,導致近年全球氣溫不斷增加,以至於海平面不斷升高,使得人所能居住之平壤地區不斷的減少,因此在能源需求不減少的前提下,我們需要一個永續環保數量又充足的能源,那就是近年來許多國家開始將研究重點提升的太陽能。
    本試驗是為研究太陽能節能玻璃(HISG)之改良,改良品之研發是為膠合式太陽能節能玻璃,其中與太陽能節能玻璃最大的差異為膠合式太陽能節能玻璃於結構中減少空氣層,以至於降低其結構尺寸,並且於背板玻璃厚度降低,以確保其自重能如期望一同減少,後續將以相關試驗進行分析,確認其節能效果、耗能減少、自重減少與發電試驗與模擬來評估膠合式太陽能節能玻璃與太陽能節能模組(HISG)之差異。
    本試驗最終得證,膠合式太陽能節能模組與太陽能節能模組(HISG)於各種試驗與模擬下,除耗能需求外得到的節能效果差異不大,以地域及經濟層面考量,膠合式太陽能節能玻璃與太陽能節能玻璃(HISG)皆是種優於一般玻璃應用於BIPV之替換品。


    In the light of population rise constantly. Temperatures and sea levels have been rising in years that lead to decrease human habitation.
    Base on the premise that the demand of energy won’t be reduced in the future, we need a sustainable and environmental friendly sources and that is Solar.
    This experiment is studying solar efficient glass of improvement (HISG). Research and development of the product is the Energy Efficiency Laminated Heat Insulation Solar Glass, the most different of them is the Energy Efficiency Laminated Heat Insulation Solar Glass reduce air layer in the structure that reduce it structural dimensions and the thickness of the back panel glass.
    To make sure its own weight reduced and energy saving analyzed by relevance reduced energy consumption, reduce weight, generation Test and simulation to evaluate differences in Energy Efficiency Laminated Heat Insulation Solar Glass and solar energy efficient glass (HISG).
    The test has finally proved that Energy Efficiency Laminated Heat Insulation Solar Glass and solar energy efficient glass (HISG) has small difference. Considering of geographical and economics aspects, Energy Efficiency Laminated Heat Insulation Solar Glass and solar energy efficient glass (HISG) are a better substitution than ordinary glass applications (BIPV)

    總目錄 總目錄 II 第ㄧ章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2研究目的 2 1.3研究方法 3 1.4研究流程 4 第二章 文獻回顧 5 2.1 太陽能技術簡介 5 第三章 膠合式太陽能節能玻璃研發構想 6 3.1 膠合式太陽能節能玻璃材料組成 8 3.1.1膠合式太陽能節能玻璃結構組成材料介紹: 9 3.2 膠合式太陽能節能玻璃製程 11 3.2.1 一般透光型薄膜太陽能電池模組製程 11 3.2.2 反射率高之隔熱膜製程 13 3.2.3 膠合式太陽能節能玻璃製程 14 第四章 研究計畫 17 4.1 膠合式太陽能節能玻璃耗能隔熱試驗 23 4.2 膠合式太陽能節能玻璃熱學光學試驗 24 4.3 膠合式太陽能節能玻璃發電試驗 29 4.4 膠合式太陽能節能玻璃軟體模擬分析 36 4.4.1 膠合式太陽能節能玻璃結構輕量化分析 36 4.4.2 膠合式太陽能節能玻璃電力強化分析 46 第五章 試驗與分析結果 55 5.1 膠合式太陽能節能玻璃測試結果 55 5.2 膠合式太陽能節能玻璃熱學及光學測試結果 55 5.3 膠合式太陽能節能玻璃發電試驗結果 66 第六章 膠合式太陽能節能玻璃效益評估 74 第七章 結論與建議 96 參考文獻 96   圖目錄 圖 1 1 研究流程 6 圖 2 1 太陽能電池發電原理【12】 7 圖 3 1 膠合式太陽能節能玻璃 10 圖 3 2 堆疊式太陽電池基本結構的示意圖 【6】 11 圖 3 3 反射率高之隔熱膜結構層示意圖 13 圖 3 4 非晶矽薄膜太陽能電池主要製程 14 圖 3 5 真空濺鍍設備示意圖【5】 15 圖 3 6圖 膠合式太陽能節能玻璃結構材料 17 圖 3 7 透光型太陽能電池清潔【5】 17 圖 3 8圖 封裝設備 18 圖 3 9 封裝後於室內玻璃試驗屋進行太陽能節能玻璃 18 圖 4 1 研究計畫流程圖 21 圖 4 2 光學試驗儀器【5】 22 圖 4 3 熱學試驗儀器【5】 22 圖 4 4 太陽光模擬器 23 圖 4 5 結構分析用軟體 23 圖 4 6 發電模擬軟體 24 圖 4 7 耗能模擬軟體 24 圖 4 8 室內玻璃試驗屋 25 圖 4 9 固定光源與熱源供給 26 圖 4 10 溫度記錄儀 27 圖 4 11 分離式冷氣 29 圖 4 12 耗能監測軟體介面 29 圖 4 13 雙面發電模組電池結構【5】 33 圖 4 14 膠合式太陽能節能玻璃 33 圖 4 15 太陽能節能玻璃(HISG)之斷面結構圖【5】 34 圖 4 16 Hitachi U4100分光光譜儀操作軟體介面【5】 36 圖 4 17 太陽光源模擬與電性量測設備操作軟體介面 37 圖 4 18 軟體操作介面 39 圖 4 19 膠合式太陽能節能玻璃結構分析流程 40 圖 4 20 太陽能節能玻璃結構分析流程 41 圖 4 21 採光罩示意圖 42 圖 4 22 結構斷面相關尺寸與形式 43 圖 4 23 Excel試算表 47 圖 4 24 SolarPro軟體操作介面示意圖 48 圖 4 25 Ecotect操作介面 49 圖 4 26 SketchUp操作介面 50 圖 4 27 SketchUp模型示意圖 51 圖 4 28 Ecotect匯入後模型圖 52 圖 4 29 耗能分析結果示意圖 54 圖 4 30 建立之模型示意圖 55 圖 4 31 模擬參數串並聯設定 56 圖 5 1 一般玻璃試驗溫度圖 58 圖 5 2 原始模組試驗溫度圖 58 圖 5 3 HISG試驗溫度圖 59 圖 5 4 膠合式模組試驗溫度圖 59 圖 5 5 試驗室內溫度不同模組溫度圖 60 圖 5 6 密閉試驗照射下玻璃外側表面溫度 61 圖 5 7 密閉試驗照射下玻璃內側表面溫度 62 圖 5 8 一般玻璃冷氣耗能時間累積圖 64 圖 5 9 一般模組冷氣耗能時間累積圖 65 圖 5 10 HISG冷氣耗能時間累積圖 65 圖 5 11 膠合式模組冷氣耗能時間累積圖 66 圖 5 12 個別模組耗電量比較對照圖 67 圖 5 13 電力強化試驗地點 74 圖 5 14 原始模組試驗數據資料 75 圖 5 15 膠合式模組試驗數據資料 75 圖 5 16 膠合式模組結構設計 77 圖 5 17 設計靜載重 78 圖 5 18 設計地震水平橫力 78 圖 5 19 結構分析 79 圖 5 20 結構安全評估1 79 圖 5 21 結構安全評估2 80 圖 5 22 HISG結構設計 81 圖 5 23 設計靜載重 82 圖 5 24 設計地震水平橫力 82 圖 5 25 結構分析 83 圖 5 26 結構安全評估1 83 圖 5 27 結構安全評估2 84 圖 5 28 原始模組模擬發電 85 圖 5 29 膠合式模組模擬發電 86 圖 5 30 HISG模組模擬發電 86 圖 5 31 各模組全年模擬發電對照 87 圖 5 32 一般玻璃年度耗能 88 圖 5 33 膠合式模組年度耗能 88 圖 5 34 HISG年度耗能 89 圖 5 35 各參數年度耗能 90   表目錄 表 2 1 BIPV模組與建築構造系統結合之形式【5】 10 表 3 1 太陽能節能玻璃與膠合式太陽能節能玻璃重量厚度差異 11 表 4 1 密閉試驗相關參數 29 表 4 2 冷氣耗能試驗相關參數 32 表 4 3 試驗參數 33 表 4 4 利用以下參數進行分析 43 表 4 5 靜載重參數資料 45 表 4 6 公式(4-1)相關參數說明 45 表 4 7台北盆地之工址設計水平加速度反應譜係數sαD 46 表 4 8 模擬分析相關參數 51 表 4 9 耗能模擬設定參數內容 54 表 4 10 耗能模擬設定參數內容 56 表 5 1 參數代稱對照表 58 表 5 2 密閉試驗各參數之比較 61 表 5 3 密閉試驗照射下玻璃內外側表面溫度 63 表 5 4 個別模組耗電量對照表與耗能減量% 68 表 5 5 HISG光學性能試驗結果 70 表 5 6 相關參數光學性能結果 70 表 5 7 相關參數熱學性能結果 73 表 5 8 膠合式太陽能節能玻璃加工前後試驗數據 75 表 5 9 膠合式太陽能節能玻璃結構尺寸 78 表 5 10 膠合式太陽能節能玻璃結構尺寸 82 表 5 11 各參數耗能比較 90 表6 1 105年台電非營業用電價表(單位:元) 94 表6 2 105年太陽光電發電太陽光電發電設備電能躉購費率表 95 表6 3 裝設成本估算表 96 表6 4 回收年限估算結果 97 表6 5 經濟性與環境效應評估表 98

    【1】 科技新報2015/08/28林薏茹,網頁擷取資料,網址http://technews.tw/2015/08/28/sea-level-rising-is-unavoidable/
    【2】 維基百科,網頁擷取資料,網址https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%81%AB%E5%8A%9B%E7%99%BC%E9%9B%BB%E5%BB%A0
    【3】 科學人雜誌-遠流出版事業股份有限公司 2007/01林筱雯,網頁擷取資料,網址http://sa.ylib.com/MagCont.aspx?Unit=columns&id=956
    【4】 經濟部能源局 能源報導 2010/11 呂錫民,網頁擷取資料,網址http://energymonthly.tier.org.tw/outdatecontent.asp?ReportIssue=201011&Page=31
    【5】 太陽能節能玻璃之研發與應用 2015台灣科技大學 陳弈霖
    【6】 光連雙月刊2010/3 蔡進譯、蔡進耀,網頁擷取資料,網址http://www.pida.org.tw/optolink/optolink_pdf/99038609.pdf
    【7】 太陽能模組應用於鐵皮屋頂改建之結構與節能分析 2015 楊朝雅
    【8】 內政部營建署 建築物耐震設計規範及解說 2011
    【9】 CNS12381 R3161,平板玻璃透射率、反射率及日光輻射熱取得率試驗。
    【10】 內政部營建署,建築物耐震設計規範
    【11】 陳琨城、黃世昌,「台灣地區太陽能發電系統投資效益評估」,太陽能及新能源學刊(2014)
    【12】 陳啟中,「建築物理概論」,詹氏書局,2000。
    【13】 張珮錡,「雙層化BIPV屋頂構造對室內溫熱環境與通風效益之研究」,國立雲林科技大學工程科技研究所博士論文(2008)。

    無法下載圖示 全文公開日期 2021/08/30 (校內網路)
    全文公開日期 2066/08/30 (校外網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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