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研究生:郭珮禎
研究生(外文):Pei-Zhen Guo
論文名稱:整合魚菜共生與太陽能光電系統
論文名稱(外文):Integration of Aquaponics and Solar Photovoltaic Systems
指導教授:王啟泰
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:工業管理研究所
學門:商業及管理學門
學類:其他商業及管理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2018
畢業學年度:106
語文別:中文
論文頁數:44
中文關鍵詞:太陽能永續發展魚菜共生
外文關鍵詞:AquaponicsSustainable developmentSolar Energy
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隨著科技不斷進步,全球經濟活動的活躍運作,人類開採越多的化石燃料去產生電力供應運輸、產業及住商所需,溫室氣體的排放量逐年增加,使得全球氣候的暖化情形越見明顯。氣候急劇變化,為避免天候因素造成產量波動,發展出了溫室農場,在溫室農業中由於耕地有限且建造成本過高,水耕成為新興選擇。除了水耕,近年更推廣一種生態循環農法-魚菜共生系統。在水耕的栽種基礎上加上養魚,利用魚的排泄物分解後產生的營養鹽,成為作物的養料來源,作物吸收水中物質,水循環回收,省去傳統養殖漁業的大量換水,也能降低養殖業排放水造成的環境衝擊。
本研究考量於魚菜共生系統需要電力提供水循環動力,欲整合魚菜共生系統及綠色能源後,形成一個友善環境、不需依靠額外資源的永續生產系統。經由平均日照量計算出太陽能系統所能提供的電力產能,本研究在已知蔬菜及魚類的生長週期及相關生產參數的魚菜共生系統上,加入屋頂式太陽能的電力生產與設置預算限制。農場的規模影響太陽能板安裝的面積限制,利用試算表輸入不同限制的魚菜共生系統環境參數並推演該情境下的年產量、系統電力需求、系統建置費用等,加入太陽能板安裝成本及儲能系統成本後,運算得出設置容量以滿足需求電量。
使用數學模型表示問題,使用線性規劃Gurobi在預算有限的前提下進行運算及決策。在滿足系統需電量且以綠能電力最大產量的目標下,決策選擇在預算內盡可能提高太陽能板鋪設量,而不裝設儲能系統。以市電併聯型太陽光電系統經營魚菜共生農場,由電力公司提供電力以滿足系統需電量,而自產綠電則以躉夠費率回饋給電網,得取收益。在此模式下,經營者無須支出電力費用,且可創造賣電收益。
綠能電力為新時代電力提供之趨勢,結合新穎的魚菜共生農場模式,成就創新綠色生產行為,期許成為新時代的創新農業之典範。
With the continuous advancement of science and technology and the active operation of global economic activities, humans have consumed increasingly more fossil fuels to generate electricity. Greenhouse gas emissions have been increasing, which results in global warming and makes the climate unstable. In order to reduce production fluctuations due to weather conditions, the limited area of cultivated land and the high construction cost, hydroponic technology has become a new choice for greenhouse agriculture. In recent years, a new ecological cycle(生態循環) farming system, Aquaponic, has been proposed to integrate fish culture with hydroponic cultivation. In aquaponics, nutrients generated by the decomposition of fish waste are used as fertilizer to grow plants, thus reducing environmental impact due to water discharge from traditional aquaculture.
In this research, a sustainable food production system proposed with the integration of aquaponics and solar photovoltaic systems. Solar energy output is calculated from the amount of local sunlight. The problem is formulated as a linear programming model. Considered the budget and setting cost of aquaponic system, solar system and storage system. The objective are “maximize solar energy generation”. Use Gurobi software tool to find the best decision for configuring solar energy and energy storage systems.
Under the goal of meeting the aquaponic system's electricity demand and the maximum green power output, the linear programming model suggests to increase the number of installed solar panels as much as possible as long as the budget allows, with no need to install energy storage system. To meet the system's electricity demand, power will be chose to provide by the solar system or power company cause the more inexpensive electricity price.
中文摘要 ..................................................................................................................................... i
ABSTRACT ............................................................................................................................... ii
目錄 ........................................................................................................................................... iii
圖目錄 ........................................................................................................................................ v
表目錄 ....................................................................................................................................... vi
第一章 緒論 .............................................................................................................................. 1
1.1 研究背景與動機 ......................................................................................................... 1
1.2 研究目的 ..................................................................................................................... 2
1.3 研究架構與流程 ......................................................................................................... 3
第二章 魚菜共生介紹與文獻探討 .......................................................................................... 4
2.1 魚菜共生(Aquaponics) .......................................................................................... 4
2.1.1 系統介紹與硬體設備 ...................................................................................... 5
2.1.2 系統參數與案例介紹 .................................................................................... 10
2.2 太陽能 ....................................................................................................................... 11
2.2.1 太陽能光電系統在農漁業之應用 ................................................................ 14
第三章 問題描述與研究方法 ................................................................................................ 15
3.1 問題描述 ................................................................................................................... 15
3.2 研究方法 ................................................................................................................... 16
第四章 基本假設與數學模型建構 ........................................................................................ 18
4.1 基本假設 ................................................................................................................... 18
4.2 定義 ........................................................................................................................... 19
4.3 數學模型 ................................................................................................................... 20
第五章 情境設計與結果分析 ................................................................................................ 22
5.1 資料蒐集 .................................................................................................................... 22
iv
5.2 情境分析 .................................................................................................................... 26
第六章 結論與建議 ................................................................................................................ 31
6.1 結論 ........................................................................................................................... 31
6.2 未來研究展望 ............................................................................................................ 31
參考文獻 .................................................................................................................................. 32
中文文獻
1. 大氣水文研究資料庫(2018)。網址:https://dbahr.narlabs.org.tw/ 。
2. 台灣電力公司(2016)。台電系統發購電量結構。網址:https://www.taipower.com.tw/tc/page.aspx?mid=204(上網日期:2018/02/14)。
3. 台灣電力公司(2018)。購入電力概況。網址:https://www.taipower.com.tw/tc/page.aspx?mid=207&cid=165&cchk=a83cd635-a792-4660-9f02-f71d5d925911(上網日期:2018/06/15)。
4. 行政院農業委員會(2018)。申請農業用地作農業設施容許使用審查辦法,農企字第1070012379A號令。
5. 邱相文,蔡致榮,林木連,黃禮棟(2012)。日本植物工廠參訪與發展現況介紹(農企業篇)。行政院農業委員會101年第三季農業資訊科技應用發展電子報。
6. 非凡新聞-黃梅琴、熊汝璽(2018)。循環經濟崛起-魚菜共生成新興產業。網址:https://goo.gl/WfiEb2(上網日期:2018/03/03)。
7. 特斯拉儲能系統網站。網址:https://www.tesla.com/zh_TW/powerwall(上網日期:2018/06/15)。
8. 國研院政策中心(2015)。從數據看全球暖化。政策研究指標資料庫PRIDE,第2015008期。網址:https://pride.stpi.narl.org.tw/(上網日期:2018/02/27)。
9. 陳士偉(2017)。淺談矽晶太陽能電池。國家奈米元件實驗室奈米通訊,第24卷第1期,第40-42頁。
10. 陳登陽,林琨堯,黄昶立(2017)。魚菜共生:打造零汙染的永續農法及居家菜園。
11. 陳瑤湖,梁榮元(2016)。魚菜共生體系發展研究與展望。農業生技產業季刊,第46期,第43-51頁。
12. 黃德威,薛守志,劉于溶,楊順德(2017)。養殖水耕-魚菜共生。
13. 楊明樺,鄭金華(2011)。Aquaponics養殖與水耕複合系統簡介。水試專訊,第33期,第36-38頁。
14. 楊純明(2018)。多贏--農電能共榮發展。行政院農業委員會。網址:https://www.coa.gov.tw/ws.php?id=2506246(上網日期:2018/04/20)。
15. 楊清富,鄭安秀(2016)。魚菜共生系統原理與方法。台南區農業改良場技術專刊第165期。
16. 經濟部太陽光電單一服務窗口(2018)。網址:http://www.mrpv.org.tw/(上網日期:2018/06/26)。
17. 經濟部能源局(2016)。太陽光電2年推動計畫。
18. 綠能趨勢網(2017)。住宅型儲能系統彙整。網址:https://www.energytrend.com.tw/knowledge/20170315-14307685.html(上網日期:2018/06/15)。
19. 聚恆科技股份有限公司(2018)。網址:http://www.hengs.com/solarproducts-pv%20module.html(上網日期:2018/06/22)。
20. 劉富光,楊順德,黃德威,鄭安秀,楊清富(2015)。赴澳洲研習養殖水耕技術出國報告。
21. 樂樂農業科技有限公司(2018)。網址:http://www.lerler.com.tw/synopsis.html (上網日期:2018/02/14)。

英文文獻
22. Abara, J. (1989). Applying Integer Linear Programming to the Fleet Assignment Problem. Interfaces, 19, 4, 20-28.
23. Bloomberg New Energy Finance Website (2017). Lithium-ion Battery Costs: Squeezed Margins and New Business Models. Available from https://about.bnef.com/blog/lithium-ion-battery-costs-squeezed-margins-new-business-models/, Accessed 25 June 2018.
24. Curry, C. (2017). Lithium-Ion Battery Costs: Squeezed Margins and New Business Models. Bloomberg New Energy Finance. Available from https://about.bnef.com/blog/lithium-ion-battery-costs-squeezed-margins-new-business-models/, Accessed 15 June 2018.
25. Devabhaktuni, V., Alam, M., Depuru, S. S. S. R., Green, R. C., Nims, D., & Near, C. (2013). Solar Energy: Trends and Enabling Technologies. Renewable and Sustainable Energy Review, 19, 555-564.
26. Goda, A. M. A-S., Essa, M. A., Hassaan, M. S., Sharawy, Z. (2015). Bio Economic Features for Aquaponic Systems in Egypt. Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 15, 525-532.
27. Johns, J. (2014). Hydroponics—A Beginners Guide to Growing Food Without Soil:Grow Delicious Fruits and Vegetables Hydroponically in Your Home.
28. National Aeronautics and Space Administration (2018). Goddard Institute for Space Studies. GISS Surface Temperature Analysis. Available from https://data.giss.nasa.gov/gistemp/, Accessed 28 February 2018.
29. Rakocy, J. E., Bailey, D. S., Shultz, R. C., Thoman, E. S. (2004). Update on tilapia and Vegetable Production in the UVI Aquaponic System. In: New Dimensions on Farmed Tilapia: Proceedings of the Sixth International Symposium on Tilapia in Aquaculture, 676-690.
30. Rakocy, J. E., Masser, M. P., Losordo, T. M. (2006). Recirculating Aquaculture Tank Production Systems: Aquaponics—Integrating Fish and Plant Culture. Southern Regional Aquaculture Center (SRAC) Publication, No.454.
31. Rinehart, L. (2010). Aquaponics—Integration of Hydroponics with Aquaculture. ATTRA—National Sustainable Agriculture Information Service. (本篇文章在2006年由NCAT 農業專家Diver, S.發表初版,2010年由同單位專家Rinehart, Lee 編輯後發行於ATTRA之刊物)
32. Sawyer, T. (2016). Aquaponics and Greenhouse Pioneers Partnership. The Aquaponic Source. Available from https://www.theaquaponicsource.com/blog/aquaponics-greenhouse-pioneers-partnership/, Accessed 15 April 2018.
33. Tokunaga, K., Tamaru, C., Ako, H., Leung, P. S. (2015). Economics of Small-scale Commercial Aquaponics in Hawai‘i. Journal of the World Aquaculture Society, 46, 1, 20-32.
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