簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 蘇世龍
SHIH-LUNG SU
論文名稱: 自潔材料在太陽能模組之應用研究
Application of Self-Cleaning Materials on the Solar Panel
指導教授: 楊錦懷
Chin-Huai Young
口試委員: 黃兆龍
none
蘇南
none
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: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 218
中文關鍵詞: 自潔材料光電模組太陽光譜親水性自淨性
外文關鍵詞: Self-cleaning materials, PV modul
相關次數: 點閱:525下載:1
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 本研究主要在探討將自潔材料塗佈於太陽能光電模組表面,長期觀察光電模組塗佈前後之發電效率差異,在本校工程二館頂樓設置三種不同角度之光電模組,分成對照組及實驗組,利用自潔材料抗污的特性,使光電模組表面保有潔淨之效果,與未塗佈自潔材料之光電模組比較,能有較好之發電效率,探討在不同環境下對自潔材料性能之影響。
    根據實驗結果表示,在長期戶外環境影響下,塗佈光觸媒之試片仍然能保有良好之親水性能,而在歷經長時間的戶外監測後,因模組設置角度之不同,經光觸媒塗佈之光電模組高出未塗佈之光電模組約2.05至12.39%之發電效率。而經STC試驗與光譜穿透、反射試驗,經自潔材料塗佈之試片光譜穿透率高於一般玻璃試片且反射率低於一般試片,故使得在STC試驗中同片光電模組經自潔材料塗佈後,能提升其發電功率。
    將自潔材料應用於光電模組上,不僅能減少清洗費用的支出,並且能降低因為粉塵附著所引起的發電功率降低等問題,而且塗佈於基材上能夠形成抗反射層,增加可見光之穿透率,提升光電模組之發電效率。


    The study combines solar photovoltaic modules with the Self-cleaning
    materials, and we observe the differences of efficiency between coating and uncoating forms for a long term. There are three sets of PV model on the attic of E2 building in National Taiwan University Science of Technology, which divided into control group and experimental group. The use of self-cleaning materials is to keep the surface of PV model clean.
    The result shows that put the glass using self-cleaning material outdoor for a long term, and it will still keep in a great hydrophilic state. After combining solar PV modules with Photocatalyst, it can generate about 2.05% to 12.39% power generation, which is higher than not using the Photocatalyst after a long term. Besides, in STC test and the light transmittance and reflection test, the light transmittance can be higher than general condition by use of the self-cleaning materials on the glass, but the reflection is lower than general. Therefore, in STC test, we can find out the power generation raise.
    Combining PV modules with the self-cleaning materials, not only can reduce the cost of cleaning, but also can avoid the dust attached to the glass, which causes the power decreasing. Coating the photovoltaic on the substrate to form anti-reflective layer, for that can increase the visible light of transmittance, and improve the power generation of the PV
    modules.

    目錄 摘要 I Abstract II 圖目錄 VI 表目錄 XII 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究方法 2 1.4 研究流程 3 第二章 文獻回顧 4 2.1光觸媒簡介 4 2.2二氧化鈦之結構與性質 5 2.2.1二氧化鈦光催化原理 8 2.2.2 二氧化鈦光觸媒之親水性 11 2.3 太陽能發電原理 13 2.4太陽能光電模組之特性簡介 16 2.5太陽能光電模組之種類 18 2.5.1晶矽太陽能光電模組 20 2.5.2非晶矽薄膜太陽能光電模組 22 2.6太陽高度角與方位角 23 2.7太陽光譜與季節環境影響 25 2.8透光性材料之光學性質 30 2.9低鐵玻璃的光譜透射性質 31 2.10太陽光源模擬器 33 2.11色差分析 34 2.12 疏水性材料自潔功能的基本原理 35 2.12.1 物體表面潤濕特性 35 2.12.2 疏水性材料自潔原理 36 第三章 研究計劃 39 3.1 研究流程 39 3.2 研究參數 41 3.3 研究材料與儀器設備 45 3.3.1 研究材料 45 3.3.2 研究儀器與設備 48 3.4 試片前處理與自潔材料塗佈方法 54 3.4.1 試片前處理 54 3.4.2 自潔材料塗佈步驟 55 3.5 接觸角儀量測步驟 55 3.6 戶外耐久性試驗 56 3.6.1研究目的 56 3.6.2研究方法 56 3.7 親水效能檢測 58 3.7.1 研究目的 58 3.7.2 研究方法 58 3.8 電力系統監測 60 3.8.1 研究目的 60 3.8.2 研究方法 60 3.9 STC試驗 61 3.9.1 研究目的 61 3.9.2 研究方法 61 3.10光譜穿透與反射試驗 62 3.10.1 研究目的 62 3.10.2 研究方法 62 3.11百格試驗 62 3.11.1研究目的 62 3.11.1研究方法 63 3.12色差標準檢驗 63 3.12.1研究目的 63 3.12.2研究方法 63 第四章 試驗結果與分析 65 4.1 氣候監測資料 65 4.2 接觸角試驗 70 4.2.1戶外耐久性試驗 70 4.2.2紫外光效能檢測 83 4.2.3接觸角試驗小結 86 4.3 電力系統監測 87 4.3.1 薄膜型光電模組受季節變化之影響 87 4.3.2 光觸媒對於薄膜光電模組之影響 123 4.3.3 STC試驗 143 4.3.4 電力監測系統之小結 180 4.4 光譜穿透與反射試驗 183 4.5 百格試驗 187 4.6 色差試驗 192 4.7 自潔材料應用於太陽能節能玻璃效益分析 194 第五章 結論與建議 195 5.1 結論 195 5.2 建議 196 參考文獻 197

    1.呂宗昕,圖解奈米科技與光觸媒,商周出版社,2003年。
    2.盧伯麟,「二氧化鈦光觸媒薄膜備製及改質與環境污染物去除之研究」,
    逢甲大學環境工程與科學學系碩士論文,2005年。
    3.吳伊旎,「透明可見光催化二氧化鈦自潔表面的製備與鑑定」,國立成功
    大學化學工程系碩士論文,2008年。
    4.Levin , E. M. and McMurdie , H. F. , “Phase Diagrams for ceramists”(figures
    4150-4999) , The American ceramic socirty , Inc.1975 , P76
    5.曾耀逸,「奈米光觸媒塗佈對太陽能板發電效益研究」,國立台灣科技大
    學碩士論文,2010年。
    6.陳亞迪 , 「奈米光觸媒塗佈於建築物表面之耐久性分析」 , 國立台灣
    科技大學營建工程系碩士論文 , 2007年
    7. 呂宗昕、吳偉宏,「奈米科技與二氧化鈦光觸媒」科學發展雜誌第373
    期,2004年4月。
    8. 張志玲,「原來光觸媒是這麼回事」科學發展雜誌第373期,2004年1
    月。
    9. 陳陵援,「半導體光觸媒清潔生產化學品的利器」科學發展雜誌第400
    期,2006年4月。
    10. Mills , A. and Le H. S. , “An overview of semiconductor photocatalysis Journal of Photochemistry and Photobiology” , A: Chemistry 1997 , 108(1) , 1-35
    11.蔡金鈴,以氣相紅外光譜研究Isopropyl Alcohol 在二氧化鈦光觸
    媒催化反應器之質傳行為、分解機制與反應動力,國立台北科技大學
    化學工程學系碩士論文,2004年。
    12.黃琬鈴,應用二氧化鈦複合奈米碳管於甲基第三丁基醚(MtBE)光催化分解反
    應特性研究,國立高雄大學土木與環境工程學系碩士論文,2008年
    13.M. R. Hoffmann , S. T. Martin , W. Choi , and D. W. Bahnemann ,
    Chem. Rev. 20 (1995) 69-95
    14.朱屯, 王福明, 王習東, 2003, “奈米材料技術”, 五南.
    15.胡振國譯 , “半導體元件-物理與技術” , 全華圖書公司 , 1989
    16. 化學資訊月刊14 卷第8 期
    17. A. Heller, Acc. Chem. Res. 28 (1995) 503
    18. R. Cai, Y. Hashimoto, K. Itoh, Y. Kubota, A. Fujishima, Bull. Chem. Soc. Jap. 64
    (1991) 1268
    19.郭哲豪,二氧化鈦與奈米矽 , 非晶矽鍺及氧化鎢複合膜的可見光催化特性及
    親水性之研究,國立成功大學微電子工程研究所碩士論文,2004年
    20.Masato Takeuchi , Kenji Sakamoto , Gianmario Martra , Salvatore
    Coluccia , Masakazu Anpo , “Mechanism of Photoinduced, 2001
    Superhydrophilicity on the TiO2 Photocatalyst Surface” , J. Phys. Chem. B
    2005 , 109 , 15422-15428
    21.台灣光觸媒產業發展協會(TPIA)
    http://t-pia.org.tw/max/front/bin/home.phtml
    22. 鄭名山,物理雙月刊(廿九卷三期) 2007 年六月
    23.林明獻 , “太陽能電池技術入門” , 全華出版社 , 2007
    24.吳財福 , 張健軒 , 陳裕愷 , “太陽能供電與照明系統綜論” , 全華出版社,2003
    25. D.E. Carlson , “US Patent No. 4,064,521” , 1977
    26. 賴榮平、林憲德、周家鵬,1991,建築物理環境,六和出版社。
    27. 張世杰,太 陽 能 技 術 在 建 築 物應 用 之 研 究,國立雲林科技大學
    營建與物業管理研究所碩 士 論 文,2009
    28. 楊喜書,玻璃透射率角度關聯性對矽晶光伏電池模組發電量影響之研究,
    國立高雄大學都市發展與建築研究所碩士論文,2005
    29.Pulfrey, David L.; “Photovoltaic Power Generation”; Van Nostrand Reinhold
    Company, New York, NY; 1978
    30.R. Gottschalg , D.G. Infield , M.J. Kearney , “Experimental study of variations of
    the solarspectrum of relevance to thin film solar cells”, Solar Energy Materials &
    Solar Cells 79 (2003) 527–537
    31. R. Ruther , J. Livingstone , “Seasonal variations in amorphous
    silicon solar module outputs and thin film characteristics”, Solar
    Energy Materials and solar Cells 36(1994)29-43
    32.Troy Strand , Laxmi Mrig , Robert Hansen , Keith Emery , “Technical evaluation of a dual-junction same-band-gap amorphous
    silicon photovoltaic system”, solar Energy Materials and solar Cells
    41/42(1996)617-628
    33. 詹慶旋著,建築光環境,淑馨出版社,台北市,1991
    34.劉安平,光伏電池立面系統在高雄地區適用性之簡易分析,中華民國第十六
    屆建築研究成果發表會論文集,中華民國建築學會,2004 年6 月
    35.施植明譯,Andrea Compagno 著,智慧型玻璃立面,田園城市文化事業,
    台北市,1998
    36.Yun Tiam Tan,Kirschen, D.S. and Jenkins, N., “A model of PV generation suitable
    for stability analysis”, IEEE Transactions On Energy Conversion, Vol. 19, No. 4,
    pp.749-753 (2004).
    37. D. B. Snyman and J. H. R. Enslin, “Simplified feed-forward control of the
    maximum power point in PV installations,” Conf. Ind. Electron., Contr., Instrum.
    Automat., vol. 1, pp. 548-553(1992)
    38.包濬瑋,「太陽光發電系統運轉性能評估」,碩士論文,私立中原大學電機工
    程研究所,中壢 (2003)。
    39. 周開平、陳郁文,「二氧化鈦光觸媒的應用-自潔建築材料」,科學發展,第
    395期,第66頁 (2005)。
    40. Surfactants/A Comperehensive Guide, Kao Corpor-ation (ed.) Tokyo ,42,1983.
    41. Hiemenz PC (ed.), “Principles of Colloid and Surface Chemistry”, Deekert, New York Basel, p307, 1987.
    42. 徐世昌、張義和、廖如鳳,「自潔塗料技術及應用」,塑膠資訊月刊,第82期,
    第26頁 (2003)
    43. Wenzel RN, J Phys Colloid Chem, Vol. 53, p.1466 (1949).
    44. Cassie ABD Discuss Faraday Soc.3, p11 (1948).
    45. T. Onda, S. Shibuichi, N. Satoh, and K. Tsujii, “Super Water Repellent Fractal Surfaces”, American Chemical Society, Vol. 12, No. 9 (1996).
    46. 鄭總輝、鄭欽峰、陳致源、陳永志,「超疏水自清潔塗料概談」,工業材料,第206期,第123頁 (2004)。

    無法下載圖示 全文公開日期 2016/07/27 (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)
    QR CODE