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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:劉建位
研究生(外文):Jian-wei Liu
論文名稱:台灣地區日射量之分析
論文名稱(外文):The analysis of solar radiation in Taiwan
指導教授:董志明董志明引用關係劉建慧劉建慧引用關係
指導教授(外文):Chih-Ming DongJian-Hui Liu
學位類別:碩士
校院名稱:環球技術學院
系所名稱:環境資源管理所
學門:民生學門
學類:觀光休閒學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:57
中文關鍵詞:日射量調和分析太陽能
外文關鍵詞:solar radiationharmonic analysissolar energy
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中文摘要
台灣位居亞熱帶地區,北迴歸線通過嘉義,日照量十分充足,同時太陽能具有取之不盡用之不竭、無污染和無危險性、及不會被任何國家壟斷而據為己有的優點,因此台灣非常適合太陽能的應用與推廣。日射量是太陽能應用系統設計中的最重要的數據,爲了充分利用太陽能,必須對日射量特性有充分了解。本文主要是利用統計方法去分析台灣地區21個氣象站校正後日射量資料,發現西元1993-2004年的月平均日射量值最大出現在七月,最小值出現在十二月。台灣地區每月的日射量分佈型態都屬於右偏,其中五月最接近常態分佈,六月最不接近常態分佈。至於年平均日射量在空間上的分布有由北往南遞增的趨勢,最高值出現在台東,最低值出現在基隆。在調和分析方面,研究發現第一和第十二調和量對原始資料最具影響性,其中第一調和量與太陽黑子週期有關,北部地區受第一調和量的影響較小,而嘉義受其影響最大。第十二調和量與季節變化有關,北部地區受第十二調和量的影響較大,而恆春受其影響較小,其最大值集中出現在六月之間。
關鍵字:日射量、調和分析、太陽能
Abstract
Taiwan is in the subtropical zone and the tropic of Cancer is passing through Chiayi. The amount of sun light exposure is extremely sufficient. The important advantage of solar energy is its inexhaustible, clear nature and hazard guarantee; further, it’s indomitable by any country. So it is very suitable to develop the solar energy in Taiwan. Solar radiation is the most important data for the design of solar energy system. To make full use of solar energy, we must have a whole understanding of daily solar radiation characteristics. This study uses statistics to analyze the already-checked solar radiation data of twenty-one weather stations in Taiwan. We find that the maximum value of monthly mean daily solar radiation falls in July, and the minimum value of monthly mean daily solar radiation falls in December. The distribution types of daily solar radiation at different months all belong to positively skewed distribution. The data of May is closest to normal distribution, but June is farthest to normal distribution. The map of annual mean daily solar radiation for spatial interpolations in Taiwan has an increase trendy from north to south, with the maximum in Taitung and the minimum in Keelung. With regards to harmonic analysis, the study finds the first harmonic and the twelfth harmonic almost dominant the trend of the original data. The first harmonic is related to sunspot cycle. North area is marginally affected by the first harmonic, but Chiyai most by it. The Twelfth harmonic changes with season. North area is affected more than Hengchun by the Twelfth harmonic. We find that the maximum value falls in June.
keywords:solar radiation, harmonic analysis, solar energy
目 錄
中文摘要 ----------------------------------------------------------------------------- I
Abstract要 ----------------------------------------------------------------------------- II
謝 誌 ----------------------------------------------------------------------------- III
目 錄 ----------------------------------------------------------------------------- IV
圖目錄 ----------------------------------------------------------------------------- VI
表目錄 ----------------------------------------------------------------------------- VII


第一章 緒論----------------------------------------------------------------------- 1
1-1 研究動機----------------------------------------------------------------- 1
1-2 前人研究----------------------------------------------------------------- 4
1-3 研究目的----------------------------------------------------------------- 7
1-4 本文組織----------------------------------------------------------------- 8


第二章 資料來源及分析方法-------------------------------------------------- 9
2-1 資料來源----------------------------------------------------------------- 9
2-2 分析方法----------------------------------------------------------------- 10


第三章 太陽日射量之統計分析----------------------------------------------- 13
3-1 資料檢核及校正-------------------------------------------------------- 13
3-2 日射量基本特性分析-------------------------------------------------- 18
3-2-1 各測站年平均日射量分析----------------------------------- 18
3-2-2 各測站月平均日射量分析----------------------------------- 22
3-2-3 各測站四季日射量分析-------------------------------------- 25
3-2-4 全台灣日射量分析-------------------------------------------- 28


第四章 太陽日射量之調和分析----------------------------------------------- 35
4-1 各調和量的物理意義-------------------------------------------------- 35
4-2 調和分析結果----------------------------------------------------------- 38
4-2-1 所有氣象站之分析結果-------------------------------------- 39
4-2-2 海拔1000m以下氣象站之分析結果----------------------- 47
4-3 時間序列之調和模擬-------------------------------------------------- 51


第五章 結論與建議-------------------------------------------------------------- 54
5-1 結論----------------------------------------------------------------------- 54
5-2 建議----------------------------------------------------------------------- 55


參考文獻 ----------------------------------------------------------------------------- 56
























圖 目 錄

圖3.1 鞍部氣象站1993-2004年日射量之時間序列----------------------------- 13
圖3.2 鞍部氣象站1993-2004年校正後日射量之時間序列-------------------- 16
圖3.3 竹子湖氣象站1993-2004年日射量之時間序列圖---------------------- 16
圖3.4 竹子湖氣象站1993-2004年校正後日射量之時間序列圖-------------- 16
圖3.5 竹子湖氣象站1993-2002年校正後日射量之時間序列圖------------- 17
圖3.6 花蓮氣象站1993-2004年日射量之時間序列---------------------------- 17
圖3.7 花蓮氣象站1993-2004年校正後日射量之時間序列圖---------------- 18
圖3.8 花蓮氣象站2003-2004年校正後日射量之時間序列圖---------------- 18
圖3.9 台灣地區各氣象站每年日射量平均值與最大值變化圖--------------- 21
圖3.10 台灣地區各氣象站月平均日射量變化圖--------------------------------- 25
圖3.11 台灣地區各氣象站一、四、七、十月平均日射量日變化圖------------ 28
圖3.12 台灣地區1993-2004年平均日射量月份分佈標準化長條圖----------- 30
圖3.13 台灣地區年平均日射量分佈圖--------------------------------------------- 32
圖3.14 台灣地區月平均日射量分佈圖--------------------------------------------- 34
圖4.1 各氣象站日射量各調和分量解釋變異的變化圖------------------------ 36
圖4.2 西元1974-2004年之太陽黑子週期變化---------------------------------- 38
圖4.3 中央氣象局17個氣象站第一調和量相關變量分佈圖------------------ 40
圖4.4 太陽黑子週期和第一調和量變化比較圖--------------------------------- 41
圖4.5 中央氣象局17個氣象站第十二調和量相關變量分佈圖--------------- 43
圖4.6 中央氣象局17個氣象站第一加第十二調和量解釋變異的和--------- 44
圖4.7 中央氣象局16個氣象站第一調和量相關變量分佈圖------------------ 45
圖4.8 中央氣象局16個氣象站第十二調和量相關變量分佈圖--------------- 46
圖4.9 中央氣象局16個氣象站第一加第十二調和量解釋變異的和--------- 47
圖4.10 中央氣象局海拔1000m以下氣象站第一調和量相關變量分佈圖--- 48
圖4.11 中央氣象局海拔1000m以下氣象站第十二調和量相關變量分佈圖 50
圖4.12 中央氣象局海拔1000m以下氣象站第一加第十二調和量解釋變異
的和------------------------------------------------------------------------------ 51
圖4.13 淡水氣象站日射量模擬比較圖--------------------------------------------- 52
圖4.14 基隆氣象站日射量模擬比較圖--------------------------------------------- 52
圖4.15 台南氣象站日射量模擬比較圖--------------------------------------------- 52
圖4.16 恆春氣象站日射量模擬比較圖--------------------------------------------- 53


表 目 錄

表1 本研究所選取之中央氣象局所屬氣象站基本資料----------------------- 9
表2 中央氣象局檢校中心Eppley PSP校檢紀錄一覽表----------------------- 14
表3 台灣地區1993-2004年平均日射量分組統計資料------------------------ 31
表4 台灣地區1993-2004年太陽日射量年平均值(MJ/ )一覽表------ 32
表5 台灣地區各氣象站日射量調和分量解釋變異數一覽表----------------- 37
參考文獻
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