旺能光電(股)公司 前瞻技術專案處 處長
講座題目:一種新型的太陽光電技術
講者:丁晴 博士
記錄者:劉佳俊
記錄者指導教授:林明俊‧孔光源 教授
講座主持人:李季燃 老師
第四週:102/03/19 (週二)15:10~17:00
心得:地球在上層大氣的傳入太陽輻射(日照)接收 174 petawatts(PW)。大約 30%被反射回空間,而其餘太陽能則被雲層、 海洋和陸地吸收。在地球表面的太陽能光譜大多分布在一小部分近紫外線,全部可見光和近紅外線的範圍。
地球的大氣,海洋和陸地吸收的太陽能每年大約是 3,850,000 exajoules(EJ)。在2002年,一小時內的太陽能比全世界在一年內使用的能量還要更多。光合作用獲得的生物質能每年約 3000 EJ。太陽的能量到達這個地球表面的數量是如此巨大,以至於在一年中的太陽能是自從人類取得和開採的所有在地球上不可再生資源的煤、石油、天然氣、和鈾都相結合的總能源的兩倍。在世界各地,主要根據距離赤道的的不同距離來利用太陽能。
太陽能是指主要利用太陽輻射用於實際目的。然而,除了地熱能和潮汐能以外,所有其他的可再生能源都是來源自太陽的能量。
太陽能技術被廣泛定性為被動的或主動的方式來捕獲,轉換和分配太陽光。主動式太陽能技術,利用太陽能光電板,泵,風機將陽光轉換為有用的輸出。被動式太陽能技術,包括選擇材料具有良好的熱性能,設計,自然空氣流通的空間,並按照太陽來安排的建築物的位置。主動式太陽能技術,增加能源供應,被認為是供應端的技術; 而被動式太陽能技術,減少替代資源的需要,通常被認為是需求端的技術。
影響太陽光電系統效率的環境因素包括陽光入射角度、光譜、日照量、遮蔭情況、模板溫度等。因而適合設置太陽光電系統的地點應為日照充足,且東、西、南面無建築物遮蔽的地點。其他影響系統設置因素尚包括落塵、鳥糞、腐蝕性化學物質、建築結構強度、以及電器設備的情況等。空曠無遮蔽的大樓頂樓、南向無遮蔽的斜屋頂都是可以考慮的設置地點。一般來說太陽光電之裝設地點應避免周圍建築物遮蔽,電池模板宜面向南方,傾斜角度約為22-25±10度。
在光照充足的地區(例如:太空向陽區、海洋、海岸、空曠岩地...),太陽能的供應源源不斷,生產過程不會產生環境污染,又不會消耗其他地球資源或導致地球溫室效應。太陽能能源取自於太陽,來源源源不絕,太陽能為良好能源如同水力或風力,各處皆積極發展太陽能。
太陽能設施可採取立體式設施,如同風能設施,可保護許多陸地和生態。
太陽能電池組件還可以安裝在建築物上,稱為光電一體化建築,這樣太陽能電池板不僅可以在有陽光的時候產生電力,還能達到隔熱的作用,可以有效降低建物內部的溫度,降低建築能耗;而且分散式發電的大規模停電風險較低。
太陽能雖然具有間歇性,但是太陽能發電量與用電尖峰需求呈現正相關,許多電力公司需要興建只在尖峰時間發電的電廠,這種電廠的成本本來就很高,用太陽能電池取代這類發電廠,成本不會高多少、在一些情況下甚至比較低。現在,太陽能的利用還不很普及,利用太陽能發電還存在成本高、轉換效率低的問題,但是太陽電池在為人造衛星提供能源方面得到了很好的應用。
地球的大氣,海洋和陸地吸收的太陽能每年大約是 3,850,000 exajoules(EJ)。在2002年,一小時內的太陽能比全世界在一年內使用的能量還要更多。光合作用獲得的生物質能每年約 3000 EJ。太陽的能量到達這個地球表面的數量是如此巨大,以至於在一年中的太陽能是自從人類取得和開採的所有在地球上不可再生資源的煤、石油、天然氣、和鈾都相結合的總能源的兩倍。在世界各地,主要根據距離赤道的的不同距離來利用太陽能。
太陽能是指主要利用太陽輻射用於實際目的。然而,除了地熱能和潮汐能以外,所有其他的可再生能源都是來源自太陽的能量。
太陽能技術被廣泛定性為被動的或主動的方式來捕獲,轉換和分配太陽光。主動式太陽能技術,利用太陽能光電板,泵,風機將陽光轉換為有用的輸出。被動式太陽能技術,包括選擇材料具有良好的熱性能,設計,自然空氣流通的空間,並按照太陽來安排的建築物的位置。主動式太陽能技術,增加能源供應,被認為是供應端的技術; 而被動式太陽能技術,減少替代資源的需要,通常被認為是需求端的技術。
影響太陽光電系統效率的環境因素包括陽光入射角度、光譜、日照量、遮蔭情況、模板溫度等。因而適合設置太陽光電系統的地點應為日照充足,且東、西、南面無建築物遮蔽的地點。其他影響系統設置因素尚包括落塵、鳥糞、腐蝕性化學物質、建築結構強度、以及電器設備的情況等。空曠無遮蔽的大樓頂樓、南向無遮蔽的斜屋頂都是可以考慮的設置地點。一般來說太陽光電之裝設地點應避免周圍建築物遮蔽,電池模板宜面向南方,傾斜角度約為22-25±10度。
在光照充足的地區(例如:太空向陽區、海洋、海岸、空曠岩地...),太陽能的供應源源不斷,生產過程不會產生環境污染,又不會消耗其他地球資源或導致地球溫室效應。太陽能能源取自於太陽,來源源源不絕,太陽能為良好能源如同水力或風力,各處皆積極發展太陽能。
太陽能設施可採取立體式設施,如同風能設施,可保護許多陸地和生態。
太陽能電池組件還可以安裝在建築物上,稱為光電一體化建築,這樣太陽能電池板不僅可以在有陽光的時候產生電力,還能達到隔熱的作用,可以有效降低建物內部的溫度,降低建築能耗;而且分散式發電的大規模停電風險較低。
太陽能雖然具有間歇性,但是太陽能發電量與用電尖峰需求呈現正相關,許多電力公司需要興建只在尖峰時間發電的電廠,這種電廠的成本本來就很高,用太陽能電池取代這類發電廠,成本不會高多少、在一些情況下甚至比較低。現在,太陽能的利用還不很普及,利用太陽能發電還存在成本高、轉換效率低的問題,但是太陽電池在為人造衛星提供能源方面得到了很好的應用。
參考資料:太陽光電系統之技術與應用簡介、維基百科