臺灣博碩士論文加值系統

地球暖化效應促使世界各國致力於再生能源的開發與利用，我國於1998年5月全國能源會議中訂下2020年再生能源供應量為3%的目標，並展開一系列再生能源利用規劃與措施，太陽能較不受地域或環境的限制，系統的設置與維護也較簡單，很適合在校園中推廣使用，我國從民國89年施行「太陽光電發電系統設置補助」措施起，太陽光電發電系統陸續進入校園，本文針對98年度太陽光電發電系統設置的91所學校做調查，統計各校發電狀況、概算其回收年限，並由2010年的日射量與實際發電量數據，利用迴歸分析推估出發電量模式。根據調查結果顯示，以臺南縣市3.78度最高，基隆市2.41度最低，而新竹縣市、苗栗縣、彰化縣、南投縣、雲林縣、嘉義縣市、臺南縣市、高雄縣市、屏東縣、金門縣、澎湖縣等發電量達3.00度以上，具發電潛力；以投資觀點概算回收年限，最短為5.7年，最長為30.4年，平均回收年限12.7年，而發電量推估模式其回歸相關係數R為0.843，決定係數R2達0.711， F檢定結果具顯著性，由發電量推估模式所推估的臺灣21個觀測站發電量，其中以嘉義測站的3.89度最高，以竹子湖測站的2.19度最低。本研究顯示太陽光電發電系統的回收年限仍未達到投資業者7-10年的投資回收期要求，政府站在鼓勵民間發展再生能源與節能減碳的立場上，應該考慮給予投資者在減少碳排放方面的補助，以吸引更多民眾加入再生能源發展的行列。

The effects of global warming have compelled all nations to be devoted to development and utilization of renewable energies. In a national energy convention held in May 1998, the authorities in Taiwan revolved to achieve the goal of increasing the share of renewable energies to 3% by 2020 and launch a series of renewable energies utilization measures. As photovoltaic systems are less confined to geographical and environmental limitations and also easier to install and maintain, campus is a suitable field for promoting photovoltaic systems. Since implementation of the “Policy of Subsiding Installation of Photovoltaic Systems” in 2000, many schools have installed photovoltaic systems in their campuses. This paper investigated the power generation and payback period of photovoltaic systems in 91 schools and performed regression analysis to estimate a power generation forecast model based on solar radiation and actual generation data in 2010. Results indicated that campus photovoltaic systems in Tainan County/City had the highest solar power generation 3.78 kWh and those in Keelung City the lowest 2.41 kWh. Campus photovoltaic systems in Hsinchu County/City, Miaoli County, Chunghua County, Nantou County, Yunlin County, Chiayi County/City, Tainan County/City, Kaohsiung County/City, Pingtung County, Kinmen County, and Penghu County all had potential for solar power generation with an average production above 3.00 kWh. From the investment perspective, the payback periods of these campus-based photovoltaic systems ranged between 5.7 - 30.4 years, with an average of 12.7 years. With respect to the power generation forecast model, the regression correlation coefficient R was 0.843, coefficient of determination R2 was 0.711, and the F-test result was significant. Using this forecast model to estimate the power generation at 21 weather stations in Taiwan, this study found the highest generation 3.89 kWh at Chiayi station and the lowest at Jhuzihu station 2.19 kWh. The results revealed that the payback period of campus photovoltaic systems was still longer than the 7 - 10 year period expected by investors. As a central promoter of civil efforts on renewable energies development and carbon reduction, the government should subsidize investment in reduction of carbon emissions in order to motivate more people to engage in development of renewable energies.

中文摘要 i
英文摘要 iii
謝誌 v
目錄 vii
表目錄 ix
圖目錄 xi
第一章 前言 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 3
第二章 文獻回顧 5
2.1 太陽能電池的發展 5
2.2 太陽能電池介紹 6
2.3 太陽能發電系統介紹 12
2.4 我國太陽光電政策與現況 19
2.5 台灣地區日射量研究 22
第三章 研究方法 29
3.1 研究內容與範圍 29
3.2 研究架構與流程 31
3.3 個案實地調查 33
3.4 發電資料調查 33
3.5 日射量資料蒐集 38
3.6 資料分析 44
第四章 結果與討論 59
4.1 個案調查之系統設置資料 59
4.2 發電效益與回收年限概算 64
4.3 校園太陽光電發電系統設置資料統計 72
4.4 臺灣各地平均發電量計算 79
4.5 台灣平均日射量分析與發電量預估 81
4.6 日射量推估發電量模式 85
第五章 結論與建議 89
5.1 結論 89
5.2 建議 91
參考文獻 93
附錄一 98年度振興經濟公共建設太陽光電設置補助學校名單 97
附錄二 調查表內容 102
附錄三 調查對象代號 104
附錄四 簡單線性迴歸分析結果 106

工業技術研究院，2005a，“太陽電池及模板”，2009年11月4日瀏覽，http://solarpv.itri.org.tw/aboutus/sense/battery.asp。
工業技術研究院，2005b，“太陽光電發電系統種類”，2010年2月10日瀏覽，http://solarpv.itri.org.tw/aboutus/sense/category.asp。
工業技術研究院，2005c，“太陽光電發電量計算法”，2010年8月6日瀏覽，http://solarpv.itri.org.tw/aboutus/knowledge/power-count.asp。
工業技術研究院，2008，“太陽光電效益概算機”，2010年2月10日瀏覽， http://solarpv.itri.org.tw/memb/powercalc.aspx。
工業技術研究院，2009a，公共建設設置太陽光電系統參考手冊。
工業技術研究院，2009b，太陽光電發電系統竣工報告書（格式）。
工業技術研究院，2009c，太陽光電發電系統電能生產及運轉紀錄表。
工業技術研究院，2010，“能源局推動太陽光電系統設置創造環保與經濟雙贏局面”，2010年2月11日瀏覽，http://solarpv.itri.org.tw/memb/newsview.aspx?id=799。
日本建築學會，2001，ソーラ建築ガイドブック，彰國社出版，東京。
方永增、孟慶華，2009，“天然染料在太陽能電池中的敏化作用”，染料與染色，46卷，2期，頁16-20。
台灣電力公司，2008，97年公告電價表。
台灣太陽光電產業協會，2009，“台灣太陽光電產業協會於日前邀請『能源局』就太陽光電躉購費率交換意見並獲得能源局正面回應”，2009年12月20日瀏覽，http://www.tpvia.org.tw/act/news/upt.asp?pageno=&uid=&con=&cid=&year=&month=&day=&key=&p0=12。
江懷德，2002，“我國推廣使用再生能源之策略及成效”，能源節約技術報導，91卷，45期，頁2-11。
吉田作松，1977，“エネルギーシステムの研究（氣象調查）”，日本氣象協會報告書，東京。
沈輝、曾祖勤，2008，太陽能光電技術，五南圖書出版有限公司，台北。
何明錦，2007，“建築物建置太陽能光電最佳化設計模型之研究”，內政部建築研究所協同研究報告，台北。
吳明隆，2007，SPSS操作與應用：問卷統計分析實務，五南圖書出版有限公司，台北。
余定中、張孝澤、林雨澄，2010，“以類神經網路預估迴龍地區太陽能發電系統之發電量”，第31屆電力工程研討會，台南縣，2010年12月3日，頁18-26。
高翊倫，2009，建構台灣地區太陽能發電系統之發電量預測模型，國立交通大學，碩士論文。
張品全，2002，“太陽能電池”，科學發展月刊，349期，頁22-29。
張梅梅，2008，“太陽能高溫熱發電技術”，高科技與產業化，7期，頁22-24。
張道珂，2009，98年度振興經濟擴大公共建設投資計畫太陽光電發電系統竣工報告書，台捷機電股份有限公司，台北。
葛祖榮、陳方中，2007，“有機高分子太陽能電池發展現況”，奈米通訊，14卷，3期，頁44-52。
詹肇裕，2005，太陽光電技術應用於建築設計之評估與策略研究，國立台灣科技大學，博士論文。
鄞劭殷，2009，太陽光電發電系統發電量預測模式之建構–以臺灣地區為例，國立交通大學，碩士論文。
經濟部能源委員會，1999，新能源與潔淨能源研究開發規劃總報告。
經濟部能源局，2009a，臺灣能源統計年報。
經濟部能源局，2009b，“經濟部推動太陽光電成果亮麗”，能源報導，2009卷，2期，頁40。
經濟部能源局，2009c，公共建築太陽光電系統示範計畫申請案推薦名單。
經濟部，2010，中華民國九十九年度再生能源電能躉購費率及其計算公式。
經濟部，2011，中華民國一○○年度再生能源電能躉購費率及其計算公式。
歐文生、何明錦、陳瑞鈴、陳建富、羅時麒，2008，“台灣太陽能設計用標準日射量之研究”，中華民國建築學會建築學報，64期，頁103-118。
Ångström, A., 1924, “Solar and Extraterrestrial Radiation”, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, Vol.50, pp.121-125.
Bloomberg, 2011, Bloomberg New Energy Finance Predicts 2011.
BP Global, 2010, “Statistical Review of World Energy 2010”, Retrieved July 8, 2010, http://www.bp.com/productlanding.do?categoryId=6929&contentId=7044622.
Chang, T.P., 2008, “Study on the Optimal Tilt Angle of Solar Collector According to Different Radiation Types”, International Journal of Applied Science and Engineering, Vol.6, No.2, pp.151-161.
Katsioloudis, P.J., Bondi, S. & Deal, W.F., 2009, “Energy from the Skies: Empowering Future Generations”, The Technology Teacher, Vol.68, No.6, pp.11-18.
Mauk, M.G., 2003, “Silicon Solar Cells: Physical Metallurgy Principles”, JOM, Vol.55, No.5, pp.38-42.
Oozeki, T., Izawa, T., Otani, K., & Kurokawa, K., 2003, “An Evaluation Method of PV Systems”, Solar Energy Materials & Solar Cells, Vol.75, pp.687-695.
Prasad, D., Snow, M., 2005, Designing with Solar Power: A Source Book for Building integrated Photovoltaics (BIPV), The Images Publishing Group Pty Ltd., London.
Sanchez J, C.S., Cheng, C.L., 2007, “Verification of Optimal Angle for South Orientated Tilted Plans According to the Latitude, Concept for BIPV”, ISES Solar World Congress 2007, Bonn, Germany, November 19-21, 2007, pp.A59-A62.
Shah, N.A., Ali, A. & Maqsood, A., 2008, “Preparation and Characterization of CdTe for Solar Cells, Detectors, and Related Thin-film Materials”, Journal of Electronic Materials, Vol.37, No.2, pp.145-151.
ScienceDaily, 2003, “New Technique Could Lead To Widespread Use Of Solar Power; Researchers Envision Mass-Produced Rolls Of Material That Converts Sunlight To Electricity”, Retrieved October 29, 2009, http://www.sciencedaily.com/releases/2003/09/030912072254.htm.