在地球暖化與節能減碳的議題中，本研究針對太陽能發電與零耗能建築的概念進行了詳盡的探討；同時對BIPV模組之特性與BIPV模組必須對建築物提供相關之功能進行分析，進而針對一般透光型BIPV模組之缺點，改良其結構並強化其功能性，進而研發出太陽能節能玻璃。相較於一般透光型BIPV模組，除了發電功能外，太陽能節能玻璃還提供了包含隔熱、節能、自潔與安全性等功能。
針對「太陽能節能玻璃之研發與應用」的論文主題，本研究以太陽能節能玻璃為研究對象，聚焦的研究範圍有：太陽能節能玻璃之研發構想、太陽能節能玻璃材料端性能評估、太陽能節能玻璃建築應用端性能評估、模擬軟體評估太陽能節能玻璃於建築應用端之發電與節能性能、太陽能節能玻璃建築安全性能評估、特殊框架設計等六大項目。
在太陽能節能玻璃之研發構想部分，本研究針對太陽能節能玻璃的材料、結構、製程以及其功能原理進行詳細的論述。
在太陽能節能玻璃材料端性能評估部分，本研究針對不同材料組合而成的太陽能節能玻璃進行相關性能之探討，研究結果顯示，一般透光型BIPV模組封裝成太陽能節能玻璃後，各項性能皆有改變。在發電性能中，透過太陽能節能玻璃之封裝技術，能夠使原模組發電提升，其中提升最顯著的組合為Tandem-A HISG，發電量提升約10.06%、模組效率提升約0.82%；而在光學性能與熱學性能中，透過太陽能節能玻璃之封裝技術，雖然會使可見光穿透率略為下降，但卻也可使日光穿透率、遮蔽係數與總熱傳導係數大幅下降，而得到非常好的隔熱效果與保溫性能，並可降低室內空調之耗能，且能夠阻擋100%的紫外線。而在自潔性能部分，奈米光觸媒的自潔特性可以延緩約一倍戶外環境汙染太陽能節能玻璃表面之時間。
在太陽能節能玻璃建築應用端性能評估部分，本研究以太陽能節能玻璃帷幕屋與一般玻璃帷幕屋為研究對象，進行各項試驗，研究結果顯示：相較於一般玻璃帷幕，在夏季晴天時，太陽能節能玻璃帷幕約有50%的節省冷氣耗能效果；在春季寒冷時，太陽能節能玻璃帷幕有43.4%的節省暖氣耗能效果。而在光環境與熱環境試驗方面，太陽能節能玻璃帷幕能隔絕約99%輻射熱能並能隔絕100%紫外線，且可以使室內照明維持足夠且舒適之範圍，更能夠提升夜間照明度約27.5%。
在模擬軟體評估太陽能節能玻璃於建築應用端之發電與節能性能部分，本研究透過發電與建築節能軟體建立簡單建築體模型，並由軟體計算由各材料組合而成之太陽能節能玻璃於簡單建築體上之發電與空調耗能性能。由於透光型BIPV模組在封裝成太陽能節能玻璃後，可提升發電、隔熱與保溫性能，故在模擬簡單建築體之發電量時，系統整體發電量皆有提升，最高可提升發電量約10.42%；而在模擬空調耗能時，相較於透光型BIPV模組，整體空調耗能量皆有所下降，最高下降37.27%。而相較於一般玻璃，在簡單建築體上對發電與空調節能之經濟性評估而言，在台北地區，太陽能節能玻璃的回收年限大約在7~8年；而在台南地區，太陽能節能玻璃的回收年限大約在5~6年。
在太陽能節能玻璃建築安全性能評估部分，統合過去與現今的研究結果顯示，太陽能節能玻璃能反覆承受2400Pa與5400Pa靜載重；且在CNS與JIS的規範中，分別可承受9500Pa與8000Pa的正、負風壓；而在耐火性能中，可承受約20分鐘以上的耐火時效。
在特殊框架設計部份，本研究針對不同建築應用形式，進行了太陽能節能玻璃專用框架設計之說明，包含有：傳統式採光罩、單元式採光罩、傳統式帷幕框架、點支撐式夾具與取代窗框型框架。
由本研究所有結果顯示，一般透光型BIPV模組在經由特殊封裝方式製成太陽能節能玻璃後，各項性能皆有所提升，並強化了發電、隔熱、節能與自潔等相關性能，可取代一般玻璃建材，實際應用於建築上達到開源節流之目的；而太陽能節能玻璃更具有傳統玻璃建材之安全性能，能夠地抵抗外來多變環境的侵襲，進而保護室內安全；而本研究也進行了太陽能節能玻璃專用框架設計之說明，使其在未來應用時能夠更貼近實際建築應用端。

Under the context of increasingly research exploring global warming, energy conservation, and carbon reduction, this study investigated the use of renewable energy sources, such as solar power and net zero-energy buildings. In addition, the characteristics of building-integrated photovoltaic(BIPV) modules and the related functions were analyzed, and compared with those of heat-insulation solar glass(HISG) and transparent photovoltaic(PV) modules. In addition to electricity generation, HISG provides other functions, such as heat insulation, energy conservation, self-cleaning, and safety.
This study adopted the theme of the Development and Applications of Heat Insulation Solar Glass by focusing on HISG modules and dividing the research scope into six items: (1)research and development on HISG; (2)performance assessment of HISG materials; (3)application of HISG technologies in buildings; (4) simulation software for assessing HISG electricity generation and energy conservation in buildings; (5) safety assessment of HISG buildings; and (6) specific framework designs.

(1)Regarding the research and development on HISG, this study discusses about the materials, structures, manufacturing processes, and functional principles of HISG.
(2)Regarding the performance assessment of HISG materials, this study investigated the related functions of HISG devices composed of diverse materials. The results indicated that each function of the transparent PV module varies after being packaged into HISG. HISG package techniques can be used to improve the electricity-generation capacity of transparent PV modules, in which Tandem-A HISGs were markedly improved by approximately 10.06% and module efficiency was improved by approximately 0.82%. Regarding optical performance and thermal performance, through HISG package technique, visible light transmittance decreased slightly, whereas solar radiation transmittance, shading coefficient, and U value decreased considerably. Thus, excellent heat insulation performance, excellent thermal retention performance, and a 100%ultraviolet resistance were yielded. The self-cleaning performance of nanocatalyst can delay outdoor module surface pollution time for approximately two folds.
(3)Regarding the application assessment of HISG buildings, this study conducted various tests to evaluate an HISG curtain wall building and general curtain wall building. The results show that compared to using general glass, HISG reduced the energy consumption of air conditioners by 50% during summer and that of heaters by 43.4% during spring. Luminous and thermal environment tests revealed that HISG insulated against 99% of radiant heat and ultraviolet energy by 100% on; in addition, HISG can maintain an adequate level of indoor lighting and improve night lighting by 27.5%.
(4)Regarding the simulation software assessment of HISG electricity generation and energy conservation for buildings, this study established a simple building model by using electricity generation and energy efficiency software. Moreover, the electricity generation and air conditioning energy consumption performance of simple HISG buildings fitted with various materials was explored using computer software. Because transparent PV modules can improve electricity-generation capacity, heat insulation, and thermal retention after being packaged into HISG, the electricity generation of the overall system was improved and by up to 10.42%. Compared to transparent PV modules, the overall power consumed by air conditioners was decreased by up to 30%. Regarding the economic assessment of electricity generation from and air conditioning conservation by general buildings, the recovery period of HISG in both Taipei and Tainan was approximately 8–10 years compared to that of general glass.
(5)Regarding the safety assessment of HISG buildings, the research results indicated that HISG can repeatedly withstand static loads of 2400 pa and 5400 pa, positive and negative wind pressure of 9500 pa and 8000 pa, and the fire rating for over 20 minutes.
(6)Regarding the specific framework design of HISG, this study designed a specific HISG framework according to various building application types: conventional light absorption shade, unitized light absorption shade, conventional curtain wall framework, point supported glass spider fittings, and replacement window frames.
The results indicated that compared to transparent PV module, HISG possesses performances such as electricity generation, heat insulation, energy conservation, and self-cleaning and can replace general glass materials for energy conservation purposes. In addition, HISG exhibits better safety performance compared with conventional glass materials and can resist various changes in environmental conditions; thus, HISG usage can protect internal safety. HISG framework was designed exclusively for practical building applications.

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