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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張亞敬
研究生(外文):CHANG, YA-CHING
論文名稱:太陽光電系統模組溫度的經驗模式
論文名稱(外文):Empirical model of the module temperature of photovoltaic systems
指導教授:林慶輝
指導教授(外文):LIN, CHING-HUEI
口試委員:許世哲黃厚生林慶輝
口試委員(外文):XU, SHI-ZHEHUANG, HOUS-HENGLIN, CHING-HUEI
口試日期:2022-06-30
學位類別:碩士
校院名稱:健行科技大學
系所名稱:電機工程系碩士班
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:61
中文關鍵詞:太陽光電發電系統模組溫度環境溫度日照強度風速模組加熱係數
外文關鍵詞:photovoltaic power generation system (PV system)temperature of solar modulesenvironmental temperatureirradiancewind speedModule heating factor
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通常建置太陽光電發電系統之前最好有詳細的環境數據資料作參考,甚至透過估算模型的分析,才能確保所建置的系統具有預期效益。由於太陽能模組溫度對系統效率影響很大,本文利用「再生能源大數據開放資料平台」的太陽光電發電系統數據,搭配氣象局之歷史氣象資料,探討台灣地區環境溫度、日照強度與風速對太陽光電模組溫度的影響,以期建立簡單可靠的模組溫度經驗模式。經實測與模型溫度比較,研究發現相關性都在0.97以上,在本島加入入射角修正,可將估算值修正更為準確。因初階模型的建立與驗證是採用金門金湖、雲林斗南以及嘉義義竹三組太陽能發電場域的月平均資料,因為樣本數量少,所以模型的精準度仍屬粗糙,無法應用於估算模組的逐時溫度。因此,確認若要提高模型的精確度,必須導入更精準的逐日太陽入射角度與太陽光電系統的逐時數據,最後藉由模型估算溫度與實測模組溫度的相關性與誤差分析,確認本文發展的溫度模型(5)可得0.95以上的相關係數,溫度的均方根誤差可達2~5∘以內。當估算的結果具有精準度時,將能輔助再生能源發電用戶或台電公司事先做出相關電力決策。
Usually, it is best to have detailed environmental data for reference before building a solar photovoltaic power generation system, and even through the analysis of an estimation model, to ensure that the built system has the expected benefits. Since the temperature of the solar module has a great influence on the system efficiency, this paper uses the solar photovoltaic power generation system data of the "Renewable Energy Big Data Open Data Platform" and the historical meteorological data of the Meteorological Bureau to explore the impact of ambient temperature, sunshine intensity and wind speed on the sun in Taiwan. The influence of photoelectric module temperature in order to establish a simple and reliable module temperature empirical model. By comparing the measured temperature with the model temperature, it is found that the correlations are all above 0.97. Adding the incident angle correction to the island can correct the estimated value more accurately. Because the establishment and verification of the preliminary model is based on the monthly average data of three groups of solar power generation fields in Jinmen Jinhu, Yunlin Dounan and Chiayi Bamboo, due to the small number of samples, the accuracy of the model is still rough and cannot be used to estimate the model. Hourly temperature of the group. Therefore, it is confirmed that in order to improve the accuracy of the model, more accurate daily solar incidence angle and hourly data of the solar photovoltaic system must be imported. Finally, the correlation and error analysis between the estimated temperature of the model and the temperature of the measured module are used to confirm the development of this paper. The temperature model (5) can obtain a correlation coefficient of more than 0.95, and the root mean square error of the temperature can reach within 2~5∘. When the estimated result is accurate, it will be able to assist renewable energy power generation users or Taipower Company to make relevant power decisions in advance.
摘  要 i
Abstract ii
誌  謝 iii
目  錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
符號說明 ix
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 1
1.3 文獻回顧 1
1.4 論文架構 3
第二章 太陽光電系統模組 5
2.1 太陽光電系統的種類架構 5
2.1.1 市電併聯型太陽光電系統 5
2.1.2 獨立型太陽光電系統 6
2.1.3 混合型太陽光電系統 7
2.2 太陽光電模組的特性曲線(I-V曲線) 7
2.3 影響模組效率的因素 10
2.3.1 日照 10
2.3.2 風速 11
2.3.3 氣溫 12
2.3.4 濕度 12
2.3.5 其他 12
第三章 溫度模型的建立與比較 14
3.1 研究方法 14
3.2 數據內容 15
3.3 風速對太陽光電系統效率的影響 15
3.4 初階模組溫度估算模型 20
3.5.1 金湖站模組溫度與模型1~4的溫度 22
3.5.2 斗南站模組溫度與模型1~4的溫度 24
3.5.3 義竹站模組溫度與模型1~4的溫度 26
3.6 進階模型的建立 28
第四章 結果討論 36
4.1 結果討論 36
第五章 結論與未來研究方向 38
5.1 結論 38
5.2 未來研究方向 40
參考文獻 41
附 錄 43
簡 歷 61

[1] 許志義、王群翔, “以資料探勘估算太陽能發電量:龍井太陽能電廠案例”, 台電工程月刊,第854期,2019,10月。
[2] Renata Lautert Yang, Gerson Máximo Tiepolo, Édwin Augusto Tonolo, Jair Urbanetz Junior, and Muriele Bester de Souza, Smart Energy Photovoltaic Cell Temperature Estimation for a Grid-Connect Photovoltaic Systems in Curitiba, Brazilian Archives of Biology and Technology, Vol.62 no. spe: e19190016, 2019.
[3] J. A. Duffie, W. A. Beckman, Solar engineering of thermal processes, 4th ed. Wiley: Madison, United States of America, 2013.
[4] R. G. Ross and M. I. Smokler, “Flat-Plate Solar Array Project Final Report : Electricity from Photovoltaic Solar Cells”, JPL Publication 86-31, October 1986.
[5] 太陽能發電系統的種類架構獨立與並聯說明
https://www.rootlaw.com.tw/Attach/L-Doc/A040040131045800-1080114-0000-001.pdf
[6] 太陽能電池之特性曲線 不同照度下之I-V曲線https://www.google.com/search?q=%E5%85%AC%E5%85%B1%E5%B7%A5%E7%A8%8B%E6%88%96%E5%85%AC%E6%9C%89%E5%BB%BA%E7%AF%89%E7%89%A9%E8%A8%AD%E7%BD%AE%E5%A4%AA%E9%99%BD%E8%83%BD%E7%99%BC%E9%9B%BB%E7%B3%BB%E7%B5%B1%E5%8F%83%E8%80%83%E8%B3%87%E6%96%99%E5%BD%99%E7%B7%A8&rlz=1C1SQJL_zh-TWTW812TW828&oq=%E5%85%AC%E5%85%B1%E5%B7%A5%E7%A8%8B%E6%88%96%E5%85%AC%E6%9C%89%E5%BB%BA%E7%AF%89%E7%89%A9%E8%A8%AD%E7%BD%AE%E5%A4%AA%E9%99%BD%E8%83%BD%E7%99%BC%E9%9B%BB%E7%B3%BB%E7%B5%B1%E5%8F%83%E8%80%83%E8%B3%87%E6%96%99%E5%BD%99%E7%B7%A8&aqs=chrome..69i57j69i59j0i546l3j69i60l3.2120j0j7&sourceid=chrome&ie=UTF-8
[7] 香港天文台 輻射小知識 - 太陽輻射https://www.hko.gov.hk/tc/radiation/tidbit/201003/solar.htm
[8] 干擾光伏電站發電量的十大因素
https://pvesco168.pixnet.net/blog/post/205300447-%E5%A4%AA%E9%99%BD%E8%83%BD%E7%9F%A5%E8%AD%98-%E5%B9%B2%E6%93%BE%E5%85%89%E4%BC%8F%E9%9B%BB%E7%AB%99%E7%99%BC%E9%9B%BB%E9%87%8F%E7%9A%84%E5%8D%81%E5%A4%A7%E5%9B%A0%E7%B4%A0
[9] 春分點-百度百科https://baike.baidu.hk/item/%E6%98%A5%E5%88%86%E9%BB%9E/2341604
[10] 臺灣四季太陽仰角與方位角
https://www.cwb.gov.tw/Data/astronomy/season.pdf
[11] 中央氣象局觀測資料查詢系統
https://e-service.cwb.gov.tw/HistoryDataQuery/
[12] 太陽能發電系統性能的決定因素
https://www.solargood.com.tw/index.php/factor/

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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