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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:王奕翔
研究生(外文):WANG,YI-XIANG
論文名稱:漂浮太陽能系統評估與模擬分析
論文名稱(外文):Evaluation and Simulation Analysis of Floating Photovoltaic System
指導教授:鍾翼能鍾翼能引用關係
指導教授(外文):CHUNG, YI-NUNG
口試委員:葉明宗王中行鍾翼能
口試委員(外文):YEH, MING-TSUNGWANG,CHUNG-SHINGCHUNG, YI-NUNG
口試日期:2022-07-12
學位類別:碩士
校院名稱:國立彰化師範大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2022
畢業學年度:110
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:太陽能再生能源模擬發電
外文關鍵詞:solar energyrenewable energysimulate power generation
相關次數:
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本研究透過實際測試顯示出水面型太陽能電池板的平均效率比地面型太陽能電池板效率高出12.4 %效率,然後以位居各大縣市的水庫座標為例來建構場景,以透過Pvsyst來測試系統預估發電量。使用Meteonorm8.0,首先輸入設置地點座標,輸入座標後,模式將自動連線至資料庫擷取氣象。以及使用Pvgis地理資料,建立的地平線剖面。匯入12地區水庫的地平線曲線。接著帶入 Pvsyst 中。以完成設定的太陽能板和變壓器廠牌、太陽能模組排列方式、間隔、角度、方向、模組串、並聯數量、以及裝置容量後,模式將自動計算出估算的發電量。本文探討不同傾斜角與方位角對發電量的影響,得出其最佳發電量之傾斜角,探討太陽能模組架設於方位角損失以及近處陰影所造成的損失,經過PVsyst模擬的結果,499.2kW案場在簡易設置條件下,項目傾斜角度應該是適應自己城市的最優值。本研究所示,第一,屏東與南投光伏項目如果傾斜相同的角度,效率差異高達 12.72%。第二,從研究城市列表中選擇安裝光伏的最佳位置,系統可獲得最大的產能,位居榜首是屏東,其餘依次為:苗栗、新竹、台東、台南、桃園、高雄、嘉義、新北、基隆、台中、南投。總體而言,南方城市往往表現出色優於北方城市。而中部地區則因地形陰影則南投、台中發電量較低。三、全南向(方位角0°)系統提供全年的最佳生產性能。但是,如果方向角存在一些偏差時,方位角的最大偏差為 20°內為佳。

This study shows that the average efficiency of water-based solar panels are 3.32% to 18.2% higher than that of ground-based solar panels . Then , the coordinates of reservoirs of major counties and cities are used as examples to construct a scene to test the system through Pvsyst Estimated power generation . When using Meteonorm 8.0 , first enter the coordinates of the sett location . After entering the coordinates , the mode will automatically connect to the database to capture the weather . And the horizon profile created using Pvgis geographic data . Horizon curves that merge into reservoir coordinates in 12 regions. Then bring it into Pvsyst . After completing the solar panel setting and inverter brand , solar module arrangement , interval , angle , direction , number of modules in series , parallel , and installation capacity , the system will automatically calculate the estimated power generation of model. This paper discusses the influence of different inclination angles and azimuth angles on the power generation , obtains the optimal inclination angle of the power generation , and discusses the loss of the azimuth angle and the loss caused by the shadow near the solar module erected . Because the result of PVsyst simulation , 499kW Under the simple conditions setting of the project site , the tilt angle of the project should be the optimal value of the site . This study shows that , first , if the Pingtung and Nantou photovoltaic projects are tilted at the same angle , the efficiency difference is as high as 12.72% . Second , the best location for installing can be chosen from photovoltaics from the list of research cities , and the system can obtain the largest production capacity . Pingtung ranks first , followed by Miaoli , Hsinchu , Taitung , Tainan , Taoyuan , Kaohsiung , Chiayi , New Taipei , Keelung , Taichung , Nantou . Overall , southern cities tend to outperform northern cities . In the central region , Nantou and Taichung have lower power generation due to the shadow of the terrain . 3 . The all-south direction (azimuth angle of 0°) system provides the best production performance throughout the year . However , if there is some deviation from the azimuth angle , the maximum deviation of the azimuth angle are preferably within 20°.

目錄
摘要 i
Abstract ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 3
1.3 研究方法 4
1.4 論文架構 4
第二章 文獻探討 7
2.1 台灣再生能源現況 7
2.2 太陽能發電原理 11
2.3 太陽能電池種類 15
2.4 太陽能發電系統 18
第三章 研究方法 23
3.1 數值模擬軟體 23
3.2 浮式太陽能系統實際測試 30
3.3 浮式太陽能系統案例的設計參數 32
第四章 研究結果 37
4.1 實際測試結果 37
4.2 驗證:案例研究結果 41
4.3 預測結果與收集數據之比較 43
4.4 性能分析:最佳方位角 44
4.5 性能分析:最佳傾斜角度,有和沒有陰影係數 50
第五章 結論與建議 59
5.1 研究結論 59
5.2 未來建議 61
參考文獻 62
附錄 65

表目錄
表 3-1 配失損失 34
表 3-2 項目地理坐標 35
表 4-1 CIE 計算的照度到輻照度 39
表 4-2 1 W/m 2 = 116 lxu轉換的結果 39
表 4-3 浮動模塊和 GM 模塊實測參數 40
表 4-4 根據間距的能量輸出 41
表 4-5 方位角對發電量的影響(%) 45
表 4-6 東/西方向的性能差異 (MWh) 45
表 4-7 方位角對樣本城市年產量影響的總結表(MWh/yr)-基隆 48
表 4-8 方位角對樣本城市年產量影響的總結表(MWh/yr)-台中 48
表 4-9 方位角對樣本城市年產量影響的總結表(MWh/yr)-台南 49
表 4-10 方位角對樣本城市年產量影響的總結表(MWh/yr)-屏東 49
表 4-11 不同傾斜角度下10公尺間距的年發電量 (MWh) 52
表 4-12 不同傾斜角度的1.5公尺間距的年發電量 (MWh) 55
表 4-13 城市系統性能與屏東的生產偏差 57
表 4-14 根據傾斜演變的能量損失百分比 58

圖目錄
圖 1-1 水面型太陽能模擬流程圖 6
圖 2-1 台灣綠色能源發展目標 8
圖 2-2 台電系統歷年裝置容量 9
圖 2-3 100年裝置容量結構 9
圖 2-4 110年裝置容量結構 9
圖 2-5 台電系統歷年再生能源裝置容量 10
圖 2-6 100年再生能源裝置容量結構 10
圖 2-7 110年再生能源裝置容量結構 10
圖 2-8 太陽能電池概念圖 11
圖 2-9 太陽能電池等效電路 12
圖 2-10 太陽能電池外觀圖 15
圖 2-11 平鋪式太陽能 19
圖 2-12 棚架式太陽能 19
圖 2-13 地面式太陽能 21
圖 2-14 追日式太陽能 21
圖 2-15 水域型太陽光電系統[8] 22
圖 3-1 Meteonorm平均各月總輻射量 24
圖 3-2 PVsyst 項目的組織和仿真過程 25
圖 3-3 項目設計界面 26
圖 3-4 方位(Orientation)設置 27
圖 3-5 太陽能系統(Photovoltaic system) 28
圖 3-6 詳細結果 29
圖 3-7 太陽能系統實際測試 30
圖 3-8 太陽能光伏系統 31
圖 3-9 測試工具及收集數據 31
圖 3-10 案例研究項目圖片-桃園 32
圖 3-11 電氣設備參數 33
圖 3-12 間距設置 33
圖 3-13 項目地理位置 36
圖 4-1 測試為11~13時水面型及地面型太陽能的平均功率圖 37
圖 4-2 照度轉換 38
圖 4-3 根據節距的能量輸出 42
圖 4-4 根據節距的PR值 42
圖 4-5 降解率曲線 43
圖 4-6 預測vs實際產量- 案例研究 43
圖 4-7 方位角對基隆能源生產的影響 46
圖 4-8 方位角對台中能源生產的影響 46
圖 4-9 方位角對台南能源生產的影響 47
圖 4-10 方位角對屏東能源生產的影響 47
圖 4-11 1.5 m 坡度各城市年發電量 51
圖 4-12 10 m 坡度各城市年發電量 51
圖 4-13 間距 10 m 在不同傾斜角度下的近陰影輻照度損失 53
圖 4-14 根據 10 m 俯仰角的系統 PR 演變 54
圖 4-15 間距 1.5 m 在不同傾斜角度下的近處陰影輻照度損失 56
圖 4-16 系統 PR 演變根據俯仰 1.5 m 的傾斜角 56





參考文獻
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