臺灣博碩士論文加值系統

時代不斷的變遷，科技的蓬勃發展，現階段全球能源短缺與溫室效應日益嚴重，綠色再生能源的發展與應用成為人類相當重視的議題，太陽能發電系統正是現在綠色再生能源的首選，太陽能發電設備在民生與公共設施的應用非常普及化，太陽能電池表面落塵大幅影響太陽能電池的發電效率高低，因此如何保持太陽能電池表面的清潔為重要的工作。
為了使太陽能電池表面保持清潔，清潔太陽能電池的裝置因應而生，目前市面上現有的清潔裝置設計上均是使用太陽能電池產生的電力來驅動清潔裝置達到清潔太陽能電池表面的目的，太陽與風都來自於大自然，不但取之不盡，用之不竭，台灣地理位置特殊許多地方適合設置太陽能發電設備並且風場強度充足，本文探討設計運用一具有低啟動扭矩特性的風機驅動一雙向螺桿做往復運動並帶動一清潔單元移動，達到清潔太陽能電池的目的進而保持太陽能電池的發電效率。

For the benefit of the environment and human being, development and application of green renewable energy has become more and more important. The best kind of green renewable energy is solar power generation. Solar power generation units are nowadays installed in many households and public facilities and are the most popular green-energy devices. Recent studies found that the level of power generation efficiency of solar cells is significantly affected by the dust accumulated on their surfaces. Therefore, how to keep the surface of a solar-cell panel clean is a very important task.
In order to clean the surface of a solar-panel, a wind driven mechanism has been developed. The working principle is: a bidirectional reciprocating linear cam is used to transform rotation motion into linear motion, and the entire mechanism is wind powered. That is, wind drives the turbine and the turbine drives the cleaning brush. Compare to the devices currently available in the market which uses electrical motors, this mechanism is electricity-free. In this paper, a low starting wind speed turbine is also discussed.
In addition to cleaning the solar-panel surface, the wind turbine could be used mainly for generating electricity. Whenever the solar panel needs a clean, a simple clutch can be used to connect the wind turbine to perform the surface cleaning task.

摘 要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 v
表目錄 viii
圖目錄 ix
符號說明 xiv
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 太陽能發電設備種類 2
1.3 研究動機 3
1.4 文獻回顧 4
1.4.1 探討粉塵與太陽能發電設備轉換效率有關之研究 4
1.4.2 探討如何清潔太陽能發電設備之研究 6
1.4.2.1 利用外部工作進行清潔 6
1.4.2.2 奈米塗層自潔技術 8
1.4.2.3 自動清潔現有專利技術 10
第二章 創意概念 18
2.1 創意構思 18
2.2 機構設計 18
2.1.1 往復式機構選擇 18
2.1.1.1 雙向螺桿參數設計 20
2.1.1.2 雙向螺桿從動件設計 27
2.2.1 減速機與離合裝置 29
2.2.1.1 清潔單元速度參數設計 29
2.2.1.2 減速機構選擇 30
2.2.1.3 離合機構設計 32
第三章 無耗電裝置設計 37
3.1 風機選擇 37
3.1.1 低啟動扭距風機 39
3.1.1.1 齒輪系參數設計 42
3.2 太陽能板裝置與風機安裝位置選擇 47
第四章 模組化設計 49
4.1 如何推廣「太陽能發電設備之無耗電清潔裝置」 49
4.2 模組化規格參數設計 52
4.3 模組化雙向螺桿 58
第五章 結論與未來展望 63
5.1 結論 63
5.2 未來展望 64
參考文獻 66
附錄 72
太陽能發電設備之無耗電清潔裝置-中華民國專利證書 73
太陽能發電設備之無耗電清潔裝置-專利公報 (專利範圍) 74
太陽能發電設備之無耗電清潔裝置-中華民國新型技術報告 76
2015馬來西亞ITEX國際發明展 金牌 81
2015台北國際發明暨技術交易展 銅牌 82

[1]A. Sayyah, M.N. Horenstein, M.K. Mazumder, “Energy yield loss caused by dust deposition on photovoltaic panels,” Solar Energy, vol. 107, 2014, pp. 576-604.
[2]T. Sarver, A. Al-Qaraghuli, L.L. Kazmerski, “A comprehensive review of the impact of dust on the use of solar energy: History, investigations, results, literature, and mitigation approaches,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 22, 2013, pp. 689-733.
[3]Z.A. Darwish, H.A. Kazem, K. Sopian, M.A. Al-Goul, H. Alawadhi, “Effect of dust pollutant type on photovoltaic performance,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 41, 2015, pp. 735-744.
[4]S.C.S. Costa, A.S.A.C. Diniz, L.L. Kazmerski, “Dust and soiling issues and impacts relating to solar energy systems: Literature review update for 2012–2015,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 63, 2016, pp. 33-61.
[5]N.S. Beattie, R.S. Moir, C. Chacko, G. Buffoni, S.H. Roberts, N.M. Pearsall, “Understanding the effects of sand and dust accumulation on photovoltaic modules,” Renewable Energy, vol. 48, 2012, pp. 448-452.
[6]龔芳馨、劉曉偉、王靚，“光伏電站太陽能板的清潔技術綜述”，水電與新能源，第5期，2015，第71-73頁。
[7]高揚，“光伏組件清潔方法淺談”，太陽能，第9期，2013，第63-64頁。
[8]汪繼偉、徐立軍、黃鵬，“淺談光伏組件清潔方法與展望”，科技視界，第7期，2016，第280-281頁。
[9]劉鋒、孫震、姚春利、馬岩、肇群、李東旭，“光伏電池板清潔技術研究綜述”，清洗世界，第5期，2016，第26-29頁。
[10]鮑官軍、張林威、蔡世波、蔣建東、胥芳、賈桂紅，“光伏面板積灰及除塵光伏面板積灰及除塵清潔技術研究綜述”，機電工程，第8期，2013，第909-913頁。
[11]Y. Jiang, L. Lu, H. Lu, “A novel model to estimate the cleaning frequency for dirty solar photovoltaic (PV) modules in desert environment,” Solar Energy, vol. 140, 2016, pp. 236-240.
[12]H. Jiang, L. Lu, K. Sun, “Experimental investigation of the impact of airborne dust deposition on the performance of solar photovoltaic (PV) modules,” Atmospheric Environment, vol. 45, issue 25, 2011, pp. 4299-4304.
[13]M. Saidan, A.G. Albaali, E. Alasis, J.K. Kaldellis, “Experimental study on the effect of dust deposition on solar photovoltaic panels in desert environment,” Renewable Energy, vol. 92, issue 25, 2016, pp. 499-505.
[14]J. Tanesab, D. Parlevliet, J. Whale, T. Urmee, T. Pryor, “The contribution of dust to performance degradation of PV modules in a temperate climate zone,” Solar Energy, vol. 120, 2015, pp. 147-157.
[15]J. Zorrilla-Casanova, M. Piliougine, J. Carretero, P. Bernaola, P. Carpena, L. Mora-López, M. Sidrach-de-Cardona, “Analysis of dust losses in photovoltaic modules,” World Renewable Energy Congress. Sweden, 2011, pp. 2985-2992.
[16]A.O. Mohamed, A. Hasan, “Effect of Dust Accumulation on Performance of Photovoltaic Solar Modules in Sahara Environment,” Journal of Basic and Applied Scientific Research, 2012, pp. 11030-11036.
[17]S.A. Sulaiman, H.H. Hussain, N.S.H. Nik Leh, M.S.I. Ra, “Effects of Dust on the Performance of PV Panels,” World Academy of Science, Engineering and Technology 58, 2011, pp. 588-593.
[18]H. Haeberlin, J.D. Graf, “Gradual Reduction of PV Generator Yield due to Pollution,” 2nd World Conference on Photovoltaic Solar Energy Conversion, 1998, pp. 1-4.
[19]王莉、董鋆剛，“荒漠中光伏發電量受光伏組件積塵的影響和自動清潔經濟效益研究”，企業技術開發：下旬刊，第4期，2000，第24-40頁。
[20]岑先富、朱超，“光伏組件積塵對發電量的影響及自動清潔經濟效益研究”，太陽能，第21期，2013，第45-48頁。
[21]K.A. Moharram, M.S. Abd-Elhady, H.A. Kandil, H. El-Sherif, “Influence of cleaning using water and surfactants on the performance of photovoltaic panel,” Energy Conversion and Management, vol. 68, 2013, pp. 266-272.
[22]A.A. Shehri, B. Parrott, P. Carrasco, H.A. Saiari, I. Taie, “Impact of dust deposition and brush-based dry cleaning on glass transmittance for PV modules applications,” Solar Energy, vol. 135, 2016, pp. 317-324.
[23]張漢年、張迎能、陳建，“光伏組件積塵自動清潔裝置設計”，電子測試，第2期，2017，第19-20頁。
[24]王哲、林燕梅、楊靜、王勝利、劉莉敏、定世攀，“光伏組件無水清潔探討研究”，太陽能，第2期，2016，第39-42頁。
[25]閆九祥、王亞麗、魏盼盼、張國輝、姬芳，“一種新型太陽能光伏板清潔機器人控制系統的設計”，山東科學，第4期，2017，第112-117頁。
[26]劉冬梅、方小坤，“光伏電站除塵清潔系統”，電子世界，第15期，2015，第115-116頁。
[27]王忠凱，“風起新一代光伏組件膜層：SSG納米自清潔膜層”，太陽能，第11期，2015，第78-80頁。
[28]張英超、朱敦智，“納米自清潔太陽能玻璃的研究進展”，太陽能，第17期，2012，第40-43頁。
[29]趙曙光，“我國玻璃行業的新型代表——納米自清潔太陽能玻璃”，中國建設動態：陽光能源，第1期，2009，第24-25頁。
[30]曾耀逸，“奈米光觸媒塗佈對太陽能板發電效益研究”，國立臺灣科技大學營建工程系，碩士論文，2010。
[31]蘇世龍，“自潔材料在太陽能模組之應用研究”，國立臺灣科技大學營建工程系，碩士論文，2011。
[32]聶尊譽，“可提高光伏電池採光玻璃轉換效率的納米塗料”，功能材料信息，第Z1期，2008，第123頁。
[33]咸才軍、邢穎，“納米功能鍍膜技術在建築節能中的應用”，新材料產業，第4期，2012，第35-41頁。
[34]李昌吉，“太陽能板清潔裝置結構”，中華民國新型專利第M375965號，2010。
[35]許佑正，“自動清除太陽能工作系統落塵之清潔裝置”，中華民國新型專利第M387713號，2010。
[36]王松浩、林冠均、葉緯朋、林育民，“玻璃表面清潔裝置”，中華民國發明專利第I425987號，2014。
[37]王松浩，“無耗能玻璃表面清潔裝置”，中華民國發明專利第I476324號，2015。
[38]李榮華，“機件原理Ⅱ”，龍騰文化事業，2015。
[39]上銀科技，www.hiwin.tw/products/bs/super_t.aspx，2018。
[40]Okuma，www.okuma.com.tw/chinese/product/detail-reels.php?dpid=7
&ppid=98，2018。
[41]亞鈦電機有限公司，http://www.at-reducers.com/Worm-Gear-Reducer
/?f=URV-Solid-into-force，2018。
[42]P. Cooper, O.C. Kennedy, “Development and Analysis of a Novel Vertical Axis Wind Turbine,” Proceedings Solar 2004 - Life, The Universe and Renewables, 2004, pp. 1-9.
[43]楊錦懷，“太陽能節能建築設計與施工”，台灣科技大學，2016。
[44]聚恆科技股份有限公司，http://www.hengs.com/Solar-lighting.html，2018。
[45]聚恆科技太陽能模組介紹，http://www.hengs.com/solarproducts-pv
%20module.html，2018。
[46]友達光電，https://solar.auo.com/zh-TW/Support_Download_Center/
index，2018。