高效率低成本太陽能節能窗之開發｜國立臺灣科技大學博碩士論文系統

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研究生：	吳驊倫 Hua-Lun Wu
論文名稱：	高效率低成本太陽能節能窗之開發 Development of high efficient and low cost energy saving solar window
指導教授：	楊錦懷 Chin-Huai Young
口試委員:	陳振川 ZHEN-CHUAN CHEN 花凱龍 KAI-LONG HUA
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：	2021
畢業學年度：	109
語文別：	中文
論文頁數：	134
中文關鍵詞：	太陽能透光模組、建物一體太陽光電、節能、近零能耗、隔熱、窗簾
外文關鍵詞：	Heat Insulation Solar Glass, Building-integrated photovoltaics, nearly zero-energy, energy saving, heat insulation, curtain
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在矽薄膜太陽能電池的發展史中，為了能夠提高太陽能模組的光電轉換效率，工業界不斷的透過模組內電力提升，投入了大量的資金及研發成本，然而提高的效率相當有限，而本研究透過模組外電力提升，將太陽能模組與反射型窗簾相結合，以低成本的方式達到提高光電轉換效率的效果，同時提高隔熱能力，進而增加其節能效果，本研究主要探討太陽能透光模組搭配使用反射型窗簾應用於玻璃帷幕大樓時，相較於使用一般玻璃及太陽能模組之可行性評估，探討其節能效益。
本研究主要分為六個部分，分別為玻璃與窗簾基本性質試驗、戶外標準電力試驗、戶外光熱學試驗、密閉試驗、空調耗能試驗和軟體模擬分析。首先透過多種不同切割度及不同材料結構的小片太陽能模組與各式窗簾進行可行性評估，進而透過發電量試驗及隔熱試驗找出太陽能模組與窗簾之最佳組合，再以實際標準尺寸進行上述多種試驗，探討其發電量差異以及隔熱效果，再以大型玻璃試驗屋比較其耗能差異，最後使用模擬軟體進行發電及耗能之分析，探討玻璃帷幕大樓應用於世界各地之發電量差異及節能效益分析，在經濟效益的部分會以臺中針對多種不同建築形式進行評估。
從研究結果顯示，太陽能透光模組搭配使用反射型窗簾在提升發電量方面有顯著的成長，透過窗簾反射太陽光至模組形成二次發電，在隔熱方面也可以阻隔八成以上的輻射熱進入到室內，使室內維持較佳的舒適度，進而減少空調耗能，兩者搭配使用下增加發電及節能的效果，大幅降低建築物的電力需求，使節能效益能有顯著的提升。

In order to improve the photoelectric conversion efficiency of solar modules, the industry has continuously improved materials and spent a lot of research and development costs. However, the improved efficiency is quite limited. In this research, through the improvement of the application side, the PV module and the reflective curtain are combined to achieve the effect of improving the photoelectric conversion efficiency in a low cost way, and at the same time improve the thermal insulation capacity, thereby increasing its energy efficiency. This study mainly investigates the energy efficiency of using PV modules with reflective curtains when applied to glass facade buildings, compared with the use of normal glass and PV modules.
This research is mainly divided into six sections, which are the basic property test of glass and curtains, electric test, optical test, thermal test, air conditioning energy consumption test and software simulation analysis. First, use different types of small solar modules and various curtains to evaluate the feasibility, and then find the best combination of solar modules and curtains through the power generation test and heat insulation test, and then use the actual standard size carry out the above-mentioned various tests to investigate the difference in power generation and heat insulation effect, then use the glass test house to compare the difference in energy consumption, and finally use simulation software to investigate the difference in power generation and energy consumption of glass facade buildings in various regions of the world, then evaluate the economic benefits in Taichung city.
The research results indicated that when PV modules are used with reflective curtains, there is a significant increase in power generation. In terms of heat insulation, it can also block more than 80% of the radiant heat from entering the room, which greatly reduces the power demand of the building and improves energy efficiency.

摘要    I
Abstract    III
誌謝    V
總目錄    VI
表目錄    X
圖目錄    XII
第一章 緒論    1
1 研究動機    1
2 研究目的    2
3 研究方法    3
4 研究流程    5
第二章 文獻回顧    6
1 太陽能能源及太陽能模組相關理論    6
1.1 太陽能能源理論    6
1.2 結晶矽太陽能電池相關理論    7
1.3 非晶矽薄膜太陽能電池相關理論    8
2 節能玻璃種類與理論    9
2.1 單層玻璃    9
2.2 太陽能節能玻璃    11
3 建築環境相關理論    13
3.1 建築熱環境理論    13
3.2 建築光環境理論    16
3.3 環境舒適度理論    17
4 建物一體太陽光電 (BIPV)    19
4.1 建物一體太陽光電之概述    19
4.2 建物一體太陽光電之應用    19
5 各式窗簾種類特性    21
5.1 節能窗簾之功能    21
5.2 節能窗簾之種類    22
第三章 試驗設計與實施    23
1 試驗設計概要    23
2 材料與參數設定說明    24
2.1 導電玻璃太陽能透光模組    25
2.2 背金屬太陽能透光模組    26
2.3 一般玻璃    27
2.4 窗簾種類    27
3 光學試驗    29
3.1 試驗目的    29
3.2 試驗參數    29
3.3 試驗設備    30
3.4 試驗方法    30
4 熱學試驗    31
4.1 試驗目的    31
4.2 試驗參數    31
4.3 試驗設備    32
4.4 試驗方法    32
5 戶外標準電力試驗    34
5.1 試驗目的    34
5.2 試驗參數    34
5.3 試驗設備    35
5.4 試驗方法    36
6 戶外光熱學試驗    37
6.1 試驗目的    37
6.2 試驗參數    37
6.3 試驗設備    38
6.4 試驗方法    39
7 密閉試驗    40
7.1 試驗目的    40
7.2 試驗參數    41
7.3 試驗方法    42
8 耗能試驗    44
8.1 試驗目的    44
8.2 試驗參數    45
8.3 試驗方法    46
9 軟體模擬分析    47
9.1 試驗目的    47
9.2 試驗參數    47
9.3 試驗方法    48
第四章 試驗結果與分析    50
1 玻璃與窗簾基本性質試驗結果分析    50
1.1 光學試驗    50
1.2 熱學試驗    57
2 戶外標準電力試驗分析    62
2.1 小片模組發電量分析    62
2.2 大片模組發電量分析    66
2.3 全天各方位發電分析    69
3 戶外光熱學試驗結果分析    73
3.1 小片模組光熱學試驗    73
3.2 大片模組光熱學試驗    79
4 密閉試驗結果分析    80
4.1 密閉試驗結果    80
4.2 密閉試驗綜合分析    84
5 空調耗能試驗結果分析    85
5.1 空調耗能試驗結果    85
5.2 空調耗能試驗綜合分析    86
6 軟體模擬分析    87
6.1 發電模擬應用分析    88
6.2 耗能模擬應用分析    94
6.3 建築應用設計節能效益分析    97
6.4 建築應用設計經濟效益分析    99
6.5 建築應用設計環境減碳效益分析    105
第五章 結論與建議    107
1 結論    107
2 建議    110
參考文獻    111

                                

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全文公開日期 2024/07/30 (校內網路)
全文公開日期本全文未授權公開 (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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