A4再生能源.docx

1 本文件不代表官方立場，且作者已盡力確保資料的 準確性，惟任何未經授權擅自使用本資料所造成的損害，作者不負賠償責任。 2 A4　再生能源 3 A4　再生能源 4.1　再生能源資源 4.2　水力能 4.3　太陽能 4.4　風能 4.5　生質能 4 A4　再生能源 4.3　太陽能 5 4.3　太陽能 4.3.1　太陽光電原理 4.3.2　太陽熱能利用與原理 6 學習目標 7 4.3.1　太陽光電原理 太陽輻射對地球的影響(1/2) 太陽輻射給地球帶來光和熱，提供一個適合萬物生長的環境。 太陽輻射到達地球大氣層的強度取決於太陽的高度角、日地距離和日照時間。 一般而言，中午輻射強度大於早晚；夏季輻射強度大於冬季；低緯地區輻射強度大於高緯度地區 8 資料來源：香港天文臺(2013)，取自 .hk/climate_change/faq/faq_uc.htm 4.3.1　太陽光電原理 太陽輻射對地球的影響(2/2) 因為太陽輻射量在地球各區的分布不平均，導致各區熱量的差異，引起大氣擾動。 大氣環流將熱量和水汽從地球一個地區輸送到另一地區，從而交換高低緯度之間、海陸之間的熱量和水汽，促進地球上的熱量平衡與水平衡，同時也引起各類天氣變化及各地不同氣候。 未被大氣阻擋而能夠直達到地面的太陽輻射稱為直接輻射；而經過大氣散射或反射後抵達地面之輻射，則稱為漫射輻射，於地面接收到的總太陽輻射是指直接和漫射輻射二者之總和。 9 4.3.1　太陽光電原理 太陽光能照度定義 太陽光能受時間、地點影響，因此制定一個全世界共同的測試環境以定義太陽能的輸出功率。 AM0：外太空，~1400W/m2 AM1：陽光通過1個大氣層之後的日照強度1000W/M2 AM1.5：陽光通過1.5個大氣層之後的日照強度為844W/M2 (不同 Air Mass 代表不同太陽光光譜) 溫度：25度 10 h=h0sec? h：實際輻射路徑 h0：最短路徑 4.3.1　太陽光電原理 太陽能光電池簡稱為太陽能電池或太陽能電池，簡稱PV（photo=light光線，voltaic=electricity電力），利用電位差發電，無電磁波產生，太陽電池(solar cell)是以半導體製程的製作方式做成。 太陽光電的發電原理，是利用太陽電池吸收0.2μm～0.4μm波長的太陽光，將光能直接轉變成電能輸出的一種發電方式。 11 資料來源：太陽能光電網(2013)，取自.tw/aboutus/sense/principle.asp 4.3.1　太陽光電原理 太陽電池構造與發電原理 太陽能光電池簡稱為太陽能電池，簡稱PV（photo=light光線，voltaic=electricity電力）。 太陽光電的發電原理，利用太陽電池吸收太陽光，將光能直接轉變成電能，目前轉換率低於30%。 太陽電池所產生的電，是屬於直流電(DC)，無法直接運用在日常生活中的各式家電用品或各式電器上。 太陽能電池通常需要加裝直流/交流轉換器(DC/AC)，將直流電轉換成交流電，才能應用在家庭或工業用電。 12 資料來源： 國立高雄應用科技大學(2013)，取自_黃文堯先生演講，.tw/news/news.php?Sn=164 4.3.1　太陽光電原理 太陽電池的種類 單晶矽(Single-crystalsilicon )太陽電池 又稱為單結晶、晶圓型。 此種太陽能板所發的電量佳，但是製程成本較高，受限於晶圓型式與造型，舖設時無法達到最大面積利用及吸收。 13 4.3.1　太陽光電原理 多晶矽(Poly-crystalsilicon)太陽電池 又稱為多結晶。 相較於單晶矽太陽電池，製程上較便宜，不過發電量較單晶矽差。 優點是可以剪成正方形，可達到最大面積利用及吸收。 14 4.3.1　太陽光電原理 非晶矽(Amorphoussilicon)太陽電池： 可直接鍍在玻璃及塑膠上，通常與建築物建材結合，利於造型變化。 成本便宜，缺點是發電率較差，時間一久容易造成龜裂。 因為成本低與造型優，常見於室內型民生消費品，例如：電子計算機、搖頭娃娃、玩具等。 15 4.3.1　太陽光電原理 薄膜式Thin film太陽能電池： 目前各大學實驗室全面推動研究的太陽能板形式，包括薄膜多晶矽、化合物半導體、色素增感等有機太陽能電池等。 研究重心在提高更高的光吸收效率，透過可撓性可以廣泛用在玻璃、塑膠箔片、金屬等基材。 薄膜太陽能電池的特性是質輕、可撓曲性。 16 4.3.1　太陽光電原理 太陽能電池可以把光能轉換成電能，主要構造是利用半導體材料，薄的ｎ型半導體置於較厚的ｐ型半導體上，當光子撞擊該裝置的表面時，ｐ型和ｎ型半導體的接合面有電子擴散，電流即可利用上下兩端的金屬導體將電流引出利用。 17 4.3.1