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2008年9月1日 星期一
太陽能貯能技術新突破 低價太陽能指日可待
太陽能貯能技術新突破 低價太陽能指日可待
摘譯自2008年8月2日ENS美國，麻州，劍橋報導；鄭佳宜編譯；蔡麗伶、禾引審校
太陽能貯能技術新突破 低價太陽能指日可待 再生能源 國際新聞 摘譯自2008年8月2日ENS美國，麻州，劍橋報導；鄭佳宜編譯；蔡麗伶、禾引審校 未來10年內，人們便能以太陽能電池（photovoltaic cells）在白天供應家庭用電，並使用多餘的太陽能水解水，生出氫氧並提供家用燃料電池電力。倘若麻省理工學院研發的新流程能讓市場接受，今日中央透過電線傳輸電力的方式，可能成為過去式。 「多年來我們所談論的涅盤正是如此。」麻省理工學院的納薩拉（Daniel Nocera），在7月31日科學（Science）期刊的一篇論文中，描述這個簡單、廉價又有效率的太陽能儲存流程。 一直到現在，太陽能僅在白天使用，因為儲存額外太陽能供夜間使用很昂貴且沒有效率；但是納薩拉和他的研究團隊找到了一個漂亮的解決辦法。 納薩拉和他的博士後研究員卡南（Matthew Kanan）從植物的光合作用得到靈感，研發出這個利用太陽能來使水分解成氫氣和氧氣的新流程；氧和氫可以在燃料電池裡重新結合，不分日夜都能以無碳電力供應大樓、住戶或電動車用電。 這個新流程得以成功的關鍵在於一種新觸媒：可以分解水生成氧氣，由鈷、硫酸鹽和電極組成，放入水中；另一種觸媒可以產生氫氣。 從光電池或風渦輪機而來的電能流入電極，使鈷和硫酸鹽在電極表面形成薄膜和釋出氧氣。 加上另一個觸媒，例如白金，在分解水過程產生氫氣，這套流程使光合作用中的水解步驟出現兩次。 這個新觸媒可在室溫、中性水中反應，又容易架設，納薩拉說：「這就是為什麼這次會成功---整個流程太簡練了！」 納薩拉認為：「太陽能是最具解決能源問題的潛力。」地球一小時接收到的太陽能，足以供應一年能源所需。 納薩拉是切森家族基金會（Chesonis Family Foundation）贊助太陽能計畫主持人，和義大利能源集團Eni與MIT合作的太陽能中心（Eni-MIT Solar Frontiers center）副主任，他相信：「這下子科學家真的有得玩了！」 MIT能源所旨在將全球能源系統轉型至足以供應未來需求，並在當前技術和未來願景搭建橋樑，例如參與這份計畫。 這項計畫由國家科學基金會（NSF）和切森家族基金會（Chesonis Family Foundation）共同贊助，2008年春季已挹注1000萬美元推動太陽能計畫，希望達成10年內大規模應用太陽能目標。 Solar Power Breakthrough Stores Energy for Later Use CAMBRIDGE, Massachusetts, August 2, 2008 (ENS) Within 10 years, homeowners could power their homes in daylight with solar photovoltaic cells, while using excess solar energy to produce hydrogen and oxygen from water to power a household fuel cell. If the new process developed at the Massachusetts Institute of Technology finds acceptance in the marketplace, electricity-by-wire from a central source could be a thing of the past. "This is the nirvana of what we've been talking about for years," said MIT's Daniel Nocera, senior author of a paper describing the simple, inexpensive, and efficient process for storing solar energy in the July 31 issue of the journal "Science." Until now, solar power has been a daytime-only energy source, because storing extra solar energy for later use is expensive and inefficient. But Nocera and his team of researchers have hit upon an elegant solution. Inspired by the photosynthesis performed by plants, Nocera and Matthew Kanan, a postdoctoral fellow in Nocera's lab, have developed a new process that will allow the Sun's energy to be used to split water into hydrogen and oxygen gases. Later, the oxygen and hydrogen can be recombined inside a fuel cell, creating carbon-free electricity to power buildings, homes or electric cars - day or night. The key component in the new process is a new catalyst that produces oxygen gas from water - another catalyst produces valuable hydrogen gas. The new catalyst consists of cobalt metal, phosphate and an electrode, placed in water. When electricity from a photovoltaic cell, a wind turbine or any other source runs through the electrode, the cobalt and phosphate form a thin film on the electrode, and oxygen gas is produced. Combined with another catalyst, such as platinum, that can produce hydrogen gas from water, the system can duplicate the water splitting reaction that occurs in plants during photosynthesis. The new catalyst works at room temperature, in neutral pH water, and is easy to set up, Nocera said. "That's why I know this is going to work. It's so easy to implement," he said. Sunlight has the greatest potential of any power source to solve the world's energy problems, said Nocera. In one hour, enough sunlight strikes the Earth to provide the entire planet's energy needs for one year. "This is just the beginning," said Nocera, principal investigator for the Solar Revolution Project funded by the Chesonis Family Foundation and co-Director of the Eni-MIT Solar Frontiers Center. "The scientific community is really going to run with this." The project is part of the MIT Energy Initiative, a program designed to help transform the global energy system to meet the needs of the future and to help build a bridge to that future by improving today's energy systems. This project was funded by the National Science Foundation and by the Chesonis Family Foundation, which gave MIT $10 million this spring to launch the Solar Revolution Project, with a goal to make the large scale deployment of solar energy within 10 years. 全文及圖片詳見：ENS
資料來源：環境資訊中心
http://tw.myblog.yahoo.com/jw!6ydBsqyCAAe9SyPBCWJK20E-/article?
mid=59&prev=70&next=57&l=f&fid=6
太陽能白手起家的神話...結語：智慧、勇敢、擔當、天時、地利、人和。
太陽能的法力無邊, 其中：由於在地球上的日照不平 均, 所以造成冷熱溫度對流而生
2008/08/21 20:45
參考: 中華太陽能聯誼會
太陽能白手起家的神話
2007年 中國排名第6富豪 400億身價彭小峰 的故事:經由朋友的介紹，於2005年彭小峰(30歲)，認識了汪德和。在2001年，當時任江西上饒市副市長的汪德和就開始關注太陽能產業。為了瞭解太陽能產業，汪德和還曾專門趕赴上海交通大學太陽能研究所求教，在那裏，他知道了太陽能不僅能變成熱量，還能轉化為電能；知道了太陽能發電點燈的原理……汪德和想在上饒辦一個太陽能電池組裝廠。但隨後不久，他先調任宜春，再調到新余，這件事就被擱置了。 當時彭小峰在新余創辦了柳新工業園，生產防護產品(手套、口罩等)，在建設開工後不久，偶然向汪德和提到發展太陽能產業的設想，這自然就勾起了汪德和當年的夢想。 因為彭小峰所生產的防護產品主要出口國外，經常去歐美等國家出差。在德國、荷蘭等國家，在客戶家中作客時，見識太陽能發電讓彭小峰感到了新鮮。此後，彭小峰就開始了對太陽能產業的調查研究。但是在這種產業鏈中，要從哪個環節進入，彭小峰當時心裏還是沒有譜。到後來，他遇到了美國GT太陽能公司( 銷售wafer生產線 )的人，這個太陽能光發電產業的憧景就開始清晰了。 此時彭小峰可選擇的廠址除了新余外，還有蘇州、吉安等地。在彭小峰最初的方案中，要在蘇州建設太陽能產業基地，而把屬勞動密集型產業的防護用品生產，轉移到新余。但，汪德和與彭小峰只用了半個小時的會談，就敲定了這個新興的高科技企業最後落戶到新余。 彭小峰與汪德和(新余市市長)會談的這半個小時的內容，概括起來，就是闡述了一個產業夢想，並提出了兩個大膽要求： 1. 要求新余政府支持2個億的資金。 2. 必需保證“賽維”能連續24小時供電。 2億元，對新余政府來說不是一個小數目，2004年全年，新余財政總收入也不過18億元左右。能否拿出2億元是一個問題，更重要的是，將這筆鉅款借給一家民營企業，一旦出現問題，汪德和的政治風險極大。但是要想抓住機遇，就得冒風險。---- 後來，在看到了“賽維”採購多晶矽片設備的訂單後，才把錢撥給彭小峰。 而這2個億的資金是怎麼湊來的？ 汪德和為湊足這2億元政府的支持，親自帶隊找到江西省國際信託投資公司，因為是老客戶，江西信託對新余很信任，並以新余市財政作擔保，發放信託產品融資1億元。剩下的1億元，就得七拼八湊了，新余市財政籌了幾千萬元，江西省財政廳支持了一部分，然後又借給了新余三千萬元。 之後的兩年時間內，歷經:成立、開工、紐約上市，並成為亞洲最大的多晶矽片供應商。 事後汪德和認為：這首先緣由彭小峰準確的戰略選擇。當時大陸在這個產業裡雖然已經有了一些太陽能光電廠商，如無錫尚德；也有了一些太陽能組裝大廠。但是在產業鏈的上游，矽片這個環節，進入的企業並不多。這應該是我們非常慶倖的一件事。在戰略選擇上，LDK選擇了非常正確的第一步棋，有前瞻性；另外一個就是，彭小峰人才的投入。 2006年7月份，在“賽維”上市成功後一個月，就將2億元借款連本帶利如數歸還新余市政府，汪德和的冒險成功結束。回顧整個事情的發展，上市不成功肯定就有風險。那汪德和就只能成為探索產業發展的犧牲品。 2007年6月1日，賽維LDK成功在美國紐約證交所上市，成為中國企業歷史上在美國單一發行最大的一次IPO。 汪德和透露:當時“賽維”已擁有1000兆瓦的多晶矽片產能。根據董事會7月底在美國公佈的資訊，到2009年，“賽維”要達到1600 MW的產能，比原先的計畫提前3年時間。 汪德和曾經算過，如果按6%的稅收徵收，到“賽維”年產值600億元時，就可以貢獻新余稅收36億元，而這相當於當年政府擔保借款2億元的18倍。在汪德和的計畫中，到那時，新余就會有更多的資金，支持再一個像“賽維”這樣的企業發展起來。結語：智慧、勇敢、擔當、天時、地利、人和。
2008/08/21 20:45
參考: 中華太陽能聯誼會
太陽能白手起家的神話
2007年 中國排名第6富豪 400億身價彭小峰 的故事:經由朋友的介紹，於2005年彭小峰(30歲)，認識了汪德和。在2001年，當時任江西上饒市副市長的汪德和就開始關注太陽能產業。為了瞭解太陽能產業，汪德和還曾專門趕赴上海交通大學太陽能研究所求教，在那裏，他知道了太陽能不僅能變成熱量，還能轉化為電能；知道了太陽能發電點燈的原理……汪德和想在上饒辦一個太陽能電池組裝廠。但隨後不久，他先調任宜春，再調到新余，這件事就被擱置了。 當時彭小峰在新余創辦了柳新工業園，生產防護產品(手套、口罩等)，在建設開工後不久，偶然向汪德和提到發展太陽能產業的設想，這自然就勾起了汪德和當年的夢想。 因為彭小峰所生產的防護產品主要出口國外，經常去歐美等國家出差。在德國、荷蘭等國家，在客戶家中作客時，見識太陽能發電讓彭小峰感到了新鮮。此後，彭小峰就開始了對太陽能產業的調查研究。但是在這種產業鏈中，要從哪個環節進入，彭小峰當時心裏還是沒有譜。到後來，他遇到了美國GT太陽能公司( 銷售wafer生產線 )的人，這個太陽能光發電產業的憧景就開始清晰了。 此時彭小峰可選擇的廠址除了新余外，還有蘇州、吉安等地。在彭小峰最初的方案中，要在蘇州建設太陽能產業基地，而把屬勞動密集型產業的防護用品生產，轉移到新余。但，汪德和與彭小峰只用了半個小時的會談，就敲定了這個新興的高科技企業最後落戶到新余。 彭小峰與汪德和(新余市市長)會談的這半個小時的內容，概括起來，就是闡述了一個產業夢想，並提出了兩個大膽要求： 1. 要求新余政府支持2個億的資金。 2. 必需保證“賽維”能連續24小時供電。 2億元，對新余政府來說不是一個小數目，2004年全年，新余財政總收入也不過18億元左右。能否拿出2億元是一個問題，更重要的是，將這筆鉅款借給一家民營企業，一旦出現問題，汪德和的政治風險極大。但是要想抓住機遇，就得冒風險。---- 後來，在看到了“賽維”採購多晶矽片設備的訂單後，才把錢撥給彭小峰。 而這2個億的資金是怎麼湊來的？ 汪德和為湊足這2億元政府的支持，親自帶隊找到江西省國際信託投資公司，因為是老客戶，江西信託對新余很信任，並以新余市財政作擔保，發放信託產品融資1億元。剩下的1億元，就得七拼八湊了，新余市財政籌了幾千萬元，江西省財政廳支持了一部分，然後又借給了新余三千萬元。 之後的兩年時間內，歷經:成立、開工、紐約上市，並成為亞洲最大的多晶矽片供應商。 事後汪德和認為：這首先緣由彭小峰準確的戰略選擇。當時大陸在這個產業裡雖然已經有了一些太陽能光電廠商，如無錫尚德；也有了一些太陽能組裝大廠。但是在產業鏈的上游，矽片這個環節，進入的企業並不多。這應該是我們非常慶倖的一件事。在戰略選擇上，LDK選擇了非常正確的第一步棋，有前瞻性；另外一個就是，彭小峰人才的投入。 2006年7月份，在“賽維”上市成功後一個月，就將2億元借款連本帶利如數歸還新余市政府，汪德和的冒險成功結束。回顧整個事情的發展，上市不成功肯定就有風險。那汪德和就只能成為探索產業發展的犧牲品。 2007年6月1日，賽維LDK成功在美國紐約證交所上市，成為中國企業歷史上在美國單一發行最大的一次IPO。 汪德和透露:當時“賽維”已擁有1000兆瓦的多晶矽片產能。根據董事會7月底在美國公佈的資訊，到2009年，“賽維”要達到1600 MW的產能，比原先的計畫提前3年時間。 汪德和曾經算過，如果按6%的稅收徵收，到“賽維”年產值600億元時，就可以貢獻新余稅收36億元，而這相當於當年政府擔保借款2億元的18倍。在汪德和的計畫中，到那時，新余就會有更多的資金，支持再一個像“賽維”這樣的企業發展起來。結語：智慧、勇敢、擔當、天時、地利、人和。
太陽能的法力無邊, 其中：由於在地球上的日照不平 均, 所以造成冷熱溫度對流而生
概述 原著作來自於：中華太陽能聯誼會
太陽能的法力無邊, 其中：由於在地球上的日照不平 均, 所以造成冷熱溫度對流而生成風, 而風力亦可發電, 所以在美國 風力發電 也歸太陽能源的一種. - - - - - 其實:當陽光照耀於 海洋、湖、河 , 將水氣蒸發上升形成於雲雨 , 降到山上 , 集水成溪河流下 , 人類將此位差能 , 製造成 "水力發電 "(不也是太陽能所形成的).
此外太陽能的應用又可分為熱能的 "太陽能熱水器" 及光直接轉換電的 "太陽能電池" , 本聯誼會目前較著重於 "太陽能 電池" 的應用推展.
太陽能電池係一種利用太陽光直接發電的光電半導體薄片, 它祇要一照到光, 瞬間就可輸出電壓及電流. 而此種太陽能光電池 (Solar cell)簡稱為太陽能電池,或太陽電池(在台灣的早期翻譯書籍上直接引用日文中的漢字,其實不是battery而是cell), 又可稱為太陽能晶片. 在中國大陸稱為硅晶片,因為中文"硅"是 矽的古字, 矽為現代譯音字. 在物理學上稱為 光生伏打(Photovoltaic),簡稱PV(photo=light光線,voltaics=electricity電力).
製圖:查丁壬
矽(silicon)為目前通用的太陽能電池之原料代表, 而在市場上又區分為: 1.單結晶矽 2.多結晶矽 3.非結晶矽. 而目前消費市場應用(切割後封裝)上大多為單晶矽及非晶矽兩大類, 原因是：一.單晶效率最高. 二.非晶價格最便宜, 且無需封裝, 生產也最快. 三.多晶的切割及下游再加工 較不易, 而前述兩種都較易於再切割及加工. 但是"模組封裝"(太陽能光發電工程應用板材)為單晶與多晶為主, 原因是：非晶效率太低, 產品壽命也太短.
太陽能電池的發電能源來自於光的波長,太陽光是一種全域波長, 而白熾燈的波長與日光燈的波長不同, 太陽能電池以陽 光或白熾燈之波長為較適用, 而太陽能電子計算機上的太陽能電池是屬於 "室內型的非晶" 如果長期拿到戶外曝曬,且串並聯為較大電壓及電流時,將導致其內部連結組織燒斷而損壞,這是過去有人因錯用材料(以為太陽能電池只有一種), 卻誤以為所有的太陽能電池都不實用的原因.
太陽能製造廠商將太陽能電池稱為cell,國內業者則慣稱晶片,把晶片(或依設計所需要的電流進行晶片切割後)焊上箔條導線(焊帶)再將許多焊好的晶片用箔條串聯成一組,再和EVA、Tedlar與低鐵質強化壓紋玻璃(白玻璃)層層疊疊,一同放入層壓機(Laminate)的機台上做真空封裝, 製成 module ( panel)稱之為模組或稱太陽能板,將若干太陽能板組成方陣(列陣array),接配上過充放保護控制(controller)及深(循環)放電蓄電池(鉛鈣) 以及逆轉變流器(inverter直流轉變為交流)合稱為：太陽能電力系統,又稱：太陽能發電站.
一般太陽能光電商品,其太陽能輸出電流如果在300毫安(mA)以下時,都只會在太陽能板正極輸出端,接裝一個負載極微小的防逆二極體 (schottky diode消基二極體)以防止蓄電池內的電流逆流回到太陽能板,如此就可以接上蓄電池使用.
太陽能板的規格除了外形尺寸之外,另有一些特性數據,其中 Voc=開路電壓, Isc=短路電流, Vmp(Vop)=最大工作電壓, Imp(Iop)= 最大工作電流, Vmp x Imp= W瓦 / (最大)功率.在太陽能商品說明書上所看到的數據均以" 國際通用標準光源條件 " : 100mW / cm2(即夏季無雲晴天中午的照度12萬LUX) 及攝氏溫度25度,為測試條件(各地氣候不同,一天中符合如此條件的機會很少, 台北1年365天中也沒幾天符合這樣子的環境條件).所以實際上的應用數據是達不到商品型錄上所號稱那麼高的.
太陽能電池的功能係以其轉換效率作為分等, 以單結晶矽來說: 商業級 (印刷式) 晶片從11% ~16%, 特殊定製品從17% ~20%, 太空級 (蒸鍍式) 晶片從16%~24%, 當然效率愈高其價格就愈貴,較高效率的晶片要預付款排隊訂購但不一定買得到, 在澳洲1996年世界太陽能車競賽前,Honda就將效率達24%的晶片全部契約買斷,而21%~23%也被其他集團 高價包下,當時地面用太空級晶片只有效率17% ~20%的晶片較有機會買得到,但要預約排到6 ~10個月之後.
值得一提的是：經過幾年來世界太陽能車3000公里競賽的經驗,發現唯有太空式晶片,才能經得起長途跋涉的顛簸震動(焊接點不易脫落),這就是以焊接來說:蒸鍍式晶片與印刷式晶片在移動環境(車用)使用下的效果差異. 換句話說:固定式(靜止)的太陽能電池 模組,可以採用較便宜的印刷式晶片. 但以當今現有的焊接科技而言,在移動(震動)的環境下使用太陽能電池時,目前還是以太空級(蒸鍍式)的太陽能電池較為持久可靠.
貳 . 單晶太陽能電池的生產介紹
拉晶：主原料為二氧化矽, 經純化後(目前全球僅有少數純化原料廠, 供不應求), 再用拉晶爐成長成晶柱(Ingot).
修角：早期製造太陽能電池的晶柱因無修角, 直接將圓晶柱切片, 所以成品為圓形晶片 現在大多先將晶柱修角成近似四方柱形.
切片：用切片機將修成近似四方柱形的晶柱, 一片片的切成薄片(像切 方形火腿片),一般切到約0.3~0.4mm的厚度.
刻蝕:化學刻蝕及拋光成為0.25 ~0.3mm的薄片(wafer).
清洗：用純水將薄片洗淨.
擴散及銀漿印刷：經由擴散爐處理後,製成N型上層及P型下層, 再將晶片表面及背面分別用銀 漿印刷成輸出電路, 一般表面為負極, 背面為正極, 經由摹擬陽光儀作功率檢測及品管分級後,即為商業成品.
蒸鍍：如將表面及背面不經過絲網印刷, 而改採光刻及坩鍋蒸鍍式製造抗反射層與表面的輸出導線, 再加上其他特殊技術, 如此可提高太陽能電池的轉換效率. 但坩鍋的容納有限生產量較少, 蒸鍍耗時生產速度較慢, 其成本及售價將提高許多; 太空式單晶片即採用此法. (製造常規商業級的薄片電阻約0.5 ~3歐姆,有些太空式的薄片電阻需低於0.01歐姆以下---馬丁格林電池E~24%,澳洲)
參 . 三種市場上流通的太陽能電池
單結晶矽太陽電池 SINGLECRYSTAL
多結晶矽太陽電池 POLYCRYSTAL
非結晶矽太陽電池 AMORPHOUS
目前,在美國的一位華裔李姓科學家,採用 銅銦亞鹽酸(copper indium diselenide)製成新的太陽能電池, 其轉換效率與結晶矽太陽能電池相當,而價格與重量卻下降了許多.(但是,距上市可能還要一段時間)
另外,德國 ISE 以矽粉製成較低價的："結晶薄膜太陽能電池"
商業市場的明日之星單晶薄膜太陽能電池 .太陽能電池實用化的最重要的問題,就是要開發出性能與價格比"能量更高的晶片"，實際上太陽能電池成份中參與光電轉換的,僅是半導體表面上幾微米的薄薄一層。目前科學家們已經能成功的利用外延生長技術製成p－n結合，與傳統晶片材料中的p－n結合相比,面積減少了很多倍。用此種p－n結合製作積體電路時可大量減小寄生電容與基片和佈線間的電容，較利於高速化,又組件之間的間隔減少，也利於高密度化,組件之間沒有相互影響，更便於設計和佈置。有了這些特點更加符合大型積體電路的高速度、與高密度的要求。目前最常用也是最成功的製成技術,是採用熱分解SiH4氣體的氣相沈積法，在藍寶石上沈積得到單晶矽薄膜,拜研究IC業界努力之賜,單晶薄膜太陽能電池搭此便車,將會加快商品化,及早問世.
肆 . 應用實例 : 有太陽能屋. 太陽能燈. 太陽能電廠. 太陽能系統安裝. 太陽能飛機. ...等 . 古今結合-----1800年前的古董加上太陽能------ - -> 太陽能 龍骨水車
伍 . 應用入門
如何實際體驗到太陽能一見光就來電的動力呢? 將一片教學晶片(1V 150mA )焊接上一個太陽能專用馬達(0.5V ~6V. 10mA起動)及一個風扇葉片, 再加上您寶貴的創意即可發明一件新產品了. **本產品** 售價NT.260元一組, 太陽能科技島會員特價: 220元 , 加上掛號郵資30元=250元. 劃撥帳號:19034485 戶名:強而青科技開發有限公司.
在做實驗當中如果您串聯兩片晶片,則電力將改變成2V, 150mA 馬達會轉得快一點.如果您串聯四片晶片,則電力會變成4V, 150mA 馬達轉速更快. 這個太陽能專用馬達最高可承受6片晶片,也就是6V. 如果您想在弱光下就能驅動馬達,那就請您改用並聯的方法,兩片並聯也就是 1V, 300mA. 將四片並聯,則為1V, 600mA(0.6A)可以承載較大的扭力. 串、並聯的不同,會影響太陽能發電的效果,等您親自來做實驗,就會明白太陽能電池的應用原理了.
陸 . 應用市場的發展
由於封裝技術,焊接材料與加工方法及晶片上的改良,在1991年太陽能系統的壽命約5到10年.到了1995年則增加到10 ~20年, 而到公元2000年更可延長使用年限到25年以上. 於1995年僅美國市場的太陽能電池銷售額為35億美元.由於石油 及環保(全球溫室效應)的問題,以及外交上對落後地區的援助,使得在公元2000年後全球的太陽能電池銷售額成數倍的成長.到了2005年後,由於德國等環保先進國家新建築法規的因素, 造成太陽能板需求量爆發大增,瞬間市場嚴重缺貨,造成全球太陽能電池產業的蓬勃發展,許多太陽能電池廠的股價,一夕之間衝到最高點. 同時也帶動洞悉商機的傳統製造業轉型,投入太陽能相關商品的開發、應用.太陽能電池的充電發展:太陽能電池應用在消費性商品上,大多有充電的問題,過去一般採用鎳氫或鎳鎘乾電池來充電,但是鎳氫乾電池無法抗高溫,鎳鎘乾電池有環保污染的問題. 近年來超級電容發展快速,容量超大,面積反縮小,加上韓國產品價格低廉,因此有部份太陽能產品開始應用超級電容來充電,因而改善了太陽能充電的許多問題:1.充電較快速, 2.壽命長5倍以上, 3.充電溫度範圍較廣, 4.減少太陽能電池用量(可低壓充電).
柒 . 太陽能實驗室
太陽能光電教學(增進學生創造力及研究發明用)實驗室組件:
測試負載用電源供應器：6A,30V,一台.
陽光摹擬器：600W,一組.
逆轉變流器：一組.
實驗用分電式太陽能板：4A(可變換),8片.
零件箱：專用中小馬達,小晶片,風扇,焊具,電線,電壓表,電流表.
示範品：模型車,模型船,閃光燈,照明燈.
**以上整組約值台幣48,000.元(含安裝及指導),強而青科技提供.
**另有產業轉型升級用的專業太陽能實驗室,為台幣50萬元(含軟硬體, 及3個月技術轉移).
捌 . 太陽能電力系統
製圖:查丁壬
一.太陽能電力系統在大型應用上一般以"發電站"為主,其設立流程如下:
設立太陽能發電站的立案.
用途及電力容量規模的設定.
設置日期及場所的預定. **以上為企劃 / 以下為執行**
細部設計者的委託確認.
光影模型製作
設置場所的氣象調查.
設置方向及仰角的現場放樣.
列陣配置及基礎結構的設計.
發電量的預估.
周邊器材的配置設計.
總工程費用及完工日期預估.
工程發包.
施工校正.
完工測試.
保養維修技術的轉移.
追蹤記錄.
**備註:
當串聯十片模組以上時,因電壓會高達180V以上,應由專業經驗技術人員安裝,以避免疏失傷亡.
二.太陽能電力系統的種類:
國外大型太陽能電力系統的設立,一般多由能源公司(電力公司或石油公司)出資及裝置, 以相應環保回饋社會,或轉投資.在系統種類上可區分為:1.獨立蓄電系統: 於白天將太陽光產生的電力經由控制電路,儲存到聯結蓄電池組內,再視 需要經由逆轉變流器,將蓄電池內的直流電轉變為交流電,供電器使用.2.返饋式電力系統: 當用電負載較大時,太陽能電力不足就向電力公司(市電)購買電力,而負 載較小或不使用電器時,就可以將多餘的電力賣回給市電.3.市電併聯系統: 直接將太陽能電力經由市電併聯轉換器(與inverter不儘相同)轉為交流電, 供一般電器使用.一旦太陽能電力不足時,瞬間即跳接到市電,不影響一般電器的正常使用, 而達到節約用市電的目的.(本系統為不使用多數蓄電池的二次電源)
太陽能的法力無邊, 其中：由於在地球上的日照不平 均, 所以造成冷熱溫度對流而生成風, 而風力亦可發電, 所以在美國 風力發電 也歸太陽能源的一種. - - - - - 其實:當陽光照耀於 海洋、湖、河 , 將水氣蒸發上升形成於雲雨 , 降到山上 , 集水成溪河流下 , 人類將此位差能 , 製造成 "水力發電 "(不也是太陽能所形成的).
此外太陽能的應用又可分為熱能的 "太陽能熱水器" 及光直接轉換電的 "太陽能電池" , 本聯誼會目前較著重於 "太陽能 電池" 的應用推展.
太陽能電池係一種利用太陽光直接發電的光電半導體薄片, 它祇要一照到光, 瞬間就可輸出電壓及電流. 而此種太陽能光電池 (Solar cell)簡稱為太陽能電池,或太陽電池(在台灣的早期翻譯書籍上直接引用日文中的漢字,其實不是battery而是cell), 又可稱為太陽能晶片. 在中國大陸稱為硅晶片,因為中文"硅"是 矽的古字, 矽為現代譯音字. 在物理學上稱為 光生伏打(Photovoltaic),簡稱PV(photo=light光線,voltaics=electricity電力).
製圖:查丁壬
矽(silicon)為目前通用的太陽能電池之原料代表, 而在市場上又區分為: 1.單結晶矽 2.多結晶矽 3.非結晶矽. 而目前消費市場應用(切割後封裝)上大多為單晶矽及非晶矽兩大類, 原因是：一.單晶效率最高. 二.非晶價格最便宜, 且無需封裝, 生產也最快. 三.多晶的切割及下游再加工 較不易, 而前述兩種都較易於再切割及加工. 但是"模組封裝"(太陽能光發電工程應用板材)為單晶與多晶為主, 原因是：非晶效率太低, 產品壽命也太短.
太陽能電池的發電能源來自於光的波長,太陽光是一種全域波長, 而白熾燈的波長與日光燈的波長不同, 太陽能電池以陽 光或白熾燈之波長為較適用, 而太陽能電子計算機上的太陽能電池是屬於 "室內型的非晶" 如果長期拿到戶外曝曬,且串並聯為較大電壓及電流時,將導致其內部連結組織燒斷而損壞,這是過去有人因錯用材料(以為太陽能電池只有一種), 卻誤以為所有的太陽能電池都不實用的原因.
太陽能製造廠商將太陽能電池稱為cell,國內業者則慣稱晶片,把晶片(或依設計所需要的電流進行晶片切割後)焊上箔條導線(焊帶)再將許多焊好的晶片用箔條串聯成一組,再和EVA、Tedlar與低鐵質強化壓紋玻璃(白玻璃)層層疊疊,一同放入層壓機(Laminate)的機台上做真空封裝, 製成 module ( panel)稱之為模組或稱太陽能板,將若干太陽能板組成方陣(列陣array),接配上過充放保護控制(controller)及深(循環)放電蓄電池(鉛鈣) 以及逆轉變流器(inverter直流轉變為交流)合稱為：太陽能電力系統,又稱：太陽能發電站.
一般太陽能光電商品,其太陽能輸出電流如果在300毫安(mA)以下時,都只會在太陽能板正極輸出端,接裝一個負載極微小的防逆二極體 (schottky diode消基二極體)以防止蓄電池內的電流逆流回到太陽能板,如此就可以接上蓄電池使用.
太陽能板的規格除了外形尺寸之外,另有一些特性數據,其中 Voc=開路電壓, Isc=短路電流, Vmp(Vop)=最大工作電壓, Imp(Iop)= 最大工作電流, Vmp x Imp= W瓦 / (最大)功率.在太陽能商品說明書上所看到的數據均以" 國際通用標準光源條件 " : 100mW / cm2(即夏季無雲晴天中午的照度12萬LUX) 及攝氏溫度25度,為測試條件(各地氣候不同,一天中符合如此條件的機會很少, 台北1年365天中也沒幾天符合這樣子的環境條件).所以實際上的應用數據是達不到商品型錄上所號稱那麼高的.
太陽能電池的功能係以其轉換效率作為分等, 以單結晶矽來說: 商業級 (印刷式) 晶片從11% ~16%, 特殊定製品從17% ~20%, 太空級 (蒸鍍式) 晶片從16%~24%, 當然效率愈高其價格就愈貴,較高效率的晶片要預付款排隊訂購但不一定買得到, 在澳洲1996年世界太陽能車競賽前,Honda就將效率達24%的晶片全部契約買斷,而21%~23%也被其他集團 高價包下,當時地面用太空級晶片只有效率17% ~20%的晶片較有機會買得到,但要預約排到6 ~10個月之後.
值得一提的是：經過幾年來世界太陽能車3000公里競賽的經驗,發現唯有太空式晶片,才能經得起長途跋涉的顛簸震動(焊接點不易脫落),這就是以焊接來說:蒸鍍式晶片與印刷式晶片在移動環境(車用)使用下的效果差異. 換句話說:固定式(靜止)的太陽能電池 模組,可以採用較便宜的印刷式晶片. 但以當今現有的焊接科技而言,在移動(震動)的環境下使用太陽能電池時,目前還是以太空級(蒸鍍式)的太陽能電池較為持久可靠.
貳 . 單晶太陽能電池的生產介紹
拉晶：主原料為二氧化矽, 經純化後(目前全球僅有少數純化原料廠, 供不應求), 再用拉晶爐成長成晶柱(Ingot).
修角：早期製造太陽能電池的晶柱因無修角, 直接將圓晶柱切片, 所以成品為圓形晶片 現在大多先將晶柱修角成近似四方柱形.
切片：用切片機將修成近似四方柱形的晶柱, 一片片的切成薄片(像切 方形火腿片),一般切到約0.3~0.4mm的厚度.
刻蝕:化學刻蝕及拋光成為0.25 ~0.3mm的薄片(wafer).
清洗：用純水將薄片洗淨.
擴散及銀漿印刷：經由擴散爐處理後,製成N型上層及P型下層, 再將晶片表面及背面分別用銀 漿印刷成輸出電路, 一般表面為負極, 背面為正極, 經由摹擬陽光儀作功率檢測及品管分級後,即為商業成品.
蒸鍍：如將表面及背面不經過絲網印刷, 而改採光刻及坩鍋蒸鍍式製造抗反射層與表面的輸出導線, 再加上其他特殊技術, 如此可提高太陽能電池的轉換效率. 但坩鍋的容納有限生產量較少, 蒸鍍耗時生產速度較慢, 其成本及售價將提高許多; 太空式單晶片即採用此法. (製造常規商業級的薄片電阻約0.5 ~3歐姆,有些太空式的薄片電阻需低於0.01歐姆以下---馬丁格林電池E~24%,澳洲)
參 . 三種市場上流通的太陽能電池
單結晶矽太陽電池 SINGLECRYSTAL
多結晶矽太陽電池 POLYCRYSTAL
非結晶矽太陽電池 AMORPHOUS
目前,在美國的一位華裔李姓科學家,採用 銅銦亞鹽酸(copper indium diselenide)製成新的太陽能電池, 其轉換效率與結晶矽太陽能電池相當,而價格與重量卻下降了許多.(但是,距上市可能還要一段時間)
另外,德國 ISE 以矽粉製成較低價的："結晶薄膜太陽能電池"
商業市場的明日之星單晶薄膜太陽能電池 .太陽能電池實用化的最重要的問題,就是要開發出性能與價格比"能量更高的晶片"，實際上太陽能電池成份中參與光電轉換的,僅是半導體表面上幾微米的薄薄一層。目前科學家們已經能成功的利用外延生長技術製成p－n結合，與傳統晶片材料中的p－n結合相比,面積減少了很多倍。用此種p－n結合製作積體電路時可大量減小寄生電容與基片和佈線間的電容，較利於高速化,又組件之間的間隔減少，也利於高密度化,組件之間沒有相互影響，更便於設計和佈置。有了這些特點更加符合大型積體電路的高速度、與高密度的要求。目前最常用也是最成功的製成技術,是採用熱分解SiH4氣體的氣相沈積法，在藍寶石上沈積得到單晶矽薄膜,拜研究IC業界努力之賜,單晶薄膜太陽能電池搭此便車,將會加快商品化,及早問世.
肆 . 應用實例 : 有太陽能屋. 太陽能燈. 太陽能電廠. 太陽能系統安裝. 太陽能飛機. ...等 . 古今結合-----1800年前的古董加上太陽能------ - -> 太陽能 龍骨水車
伍 . 應用入門
如何實際體驗到太陽能一見光就來電的動力呢? 將一片教學晶片(1V 150mA )焊接上一個太陽能專用馬達(0.5V ~6V. 10mA起動)及一個風扇葉片, 再加上您寶貴的創意即可發明一件新產品了. **本產品** 售價NT.260元一組, 太陽能科技島會員特價: 220元 , 加上掛號郵資30元=250元. 劃撥帳號:19034485 戶名:強而青科技開發有限公司.
在做實驗當中如果您串聯兩片晶片,則電力將改變成2V, 150mA 馬達會轉得快一點.如果您串聯四片晶片,則電力會變成4V, 150mA 馬達轉速更快. 這個太陽能專用馬達最高可承受6片晶片,也就是6V. 如果您想在弱光下就能驅動馬達,那就請您改用並聯的方法,兩片並聯也就是 1V, 300mA. 將四片並聯,則為1V, 600mA(0.6A)可以承載較大的扭力. 串、並聯的不同,會影響太陽能發電的效果,等您親自來做實驗,就會明白太陽能電池的應用原理了.
陸 . 應用市場的發展
由於封裝技術,焊接材料與加工方法及晶片上的改良,在1991年太陽能系統的壽命約5到10年.到了1995年則增加到10 ~20年, 而到公元2000年更可延長使用年限到25年以上. 於1995年僅美國市場的太陽能電池銷售額為35億美元.由於石油 及環保(全球溫室效應)的問題,以及外交上對落後地區的援助,使得在公元2000年後全球的太陽能電池銷售額成數倍的成長.到了2005年後,由於德國等環保先進國家新建築法規的因素, 造成太陽能板需求量爆發大增,瞬間市場嚴重缺貨,造成全球太陽能電池產業的蓬勃發展,許多太陽能電池廠的股價,一夕之間衝到最高點. 同時也帶動洞悉商機的傳統製造業轉型,投入太陽能相關商品的開發、應用.太陽能電池的充電發展:太陽能電池應用在消費性商品上,大多有充電的問題,過去一般採用鎳氫或鎳鎘乾電池來充電,但是鎳氫乾電池無法抗高溫,鎳鎘乾電池有環保污染的問題. 近年來超級電容發展快速,容量超大,面積反縮小,加上韓國產品價格低廉,因此有部份太陽能產品開始應用超級電容來充電,因而改善了太陽能充電的許多問題:1.充電較快速, 2.壽命長5倍以上, 3.充電溫度範圍較廣, 4.減少太陽能電池用量(可低壓充電).
柒 . 太陽能實驗室
太陽能光電教學(增進學生創造力及研究發明用)實驗室組件:
測試負載用電源供應器：6A,30V,一台.
陽光摹擬器：600W,一組.
逆轉變流器：一組.
實驗用分電式太陽能板：4A(可變換),8片.
零件箱：專用中小馬達,小晶片,風扇,焊具,電線,電壓表,電流表.
示範品：模型車,模型船,閃光燈,照明燈.
**以上整組約值台幣48,000.元(含安裝及指導),強而青科技提供.
**另有產業轉型升級用的專業太陽能實驗室,為台幣50萬元(含軟硬體, 及3個月技術轉移).
捌 . 太陽能電力系統
製圖:查丁壬
一.太陽能電力系統在大型應用上一般以"發電站"為主,其設立流程如下:
設立太陽能發電站的立案.
用途及電力容量規模的設定.
設置日期及場所的預定. **以上為企劃 / 以下為執行**
細部設計者的委託確認.
光影模型製作
設置場所的氣象調查.
設置方向及仰角的現場放樣.
列陣配置及基礎結構的設計.
發電量的預估.
周邊器材的配置設計.
總工程費用及完工日期預估.
工程發包.
施工校正.
完工測試.
保養維修技術的轉移.
追蹤記錄.
**備註:
當串聯十片模組以上時,因電壓會高達180V以上,應由專業經驗技術人員安裝,以避免疏失傷亡.
二.太陽能電力系統的種類:
國外大型太陽能電力系統的設立,一般多由能源公司(電力公司或石油公司)出資及裝置, 以相應環保回饋社會,或轉投資.在系統種類上可區分為:1.獨立蓄電系統: 於白天將太陽光產生的電力經由控制電路,儲存到聯結蓄電池組內,再視 需要經由逆轉變流器,將蓄電池內的直流電轉變為交流電,供電器使用.2.返饋式電力系統: 當用電負載較大時,太陽能電力不足就向電力公司(市電)購買電力,而負 載較小或不使用電器時,就可以將多餘的電力賣回給市電.3.市電併聯系統: 直接將太陽能電力經由市電併聯轉換器(與inverter不儘相同)轉為交流電, 供一般電器使用.一旦太陽能電力不足時,瞬間即跳接到市電,不影響一般電器的正常使用, 而達到節約用市電的目的.(本系統為不使用多數蓄電池的二次電源)
糞土變烏金 畜試所獲專利
糞土變烏金 畜試所獲專利 2008-08-21 工商時報 【崔慈悌／台北報導】 糞土也能變烏金？在全球能源價格居高不下之際，農委會畜產試驗所日前研發出將畜禽排洩物，藉由特殊熱化學轉換設備轉化生產為燃料油，一舉解決節能及污染問題，這項技術已取得專利，將在降低成本後進行商業化目標。
畜試所研究員郭猛德表示，家畜禽所產生的糞尿廢水均屬於有機廢水，內含高濃度的COD、BOD、CS及大量固體，如果直接排放會造成環境污染。為合乎環保及法令要求，農試所曾研發了三段式廢水處理，包括固液分離、厭氣發酵與好氣處理等處理流程，以達到放流水標準及降低對環境的污染。
不過這種三段式廢水處理流程，主要是為了環保法令設定的放流水標準而研發，投入多但回收少，而且在第三階段因採用好氣處理，必須投入較多的電力能源。在能源高漲與短缺之際，這種作法不太符合節能目標。郭猛德表示，為達到節能及由廢棄物產製能源的目的，畜試所研發出熱化學轉換設備，可以將畜禽糞直接轉化製成燃料油，不但能簡化處理流程，且可生產出燃料油並減少臭味。
根據研發結果，目前每公斤豬糞或牛糞約可產生10－15ml與15－20 ml的燃料油。郭猛德表示，產製過程是先將畜禽糞經熱化學轉換設備後，轉化成原油，再經分餾後生產出成分含微量法殘碳量的燃料油，如再行二次分餾，則能得到優質燃料油，可取代一般燃料油使用。不但有助於解決畜禽糞處理及產製燃料油當能源用外，也可改善糞尿臭味問題。
畜試所研究員郭猛德表示，家畜禽所產生的糞尿廢水均屬於有機廢水，內含高濃度的COD、BOD、CS及大量固體，如果直接排放會造成環境污染。為合乎環保及法令要求，農試所曾研發了三段式廢水處理，包括固液分離、厭氣發酵與好氣處理等處理流程，以達到放流水標準及降低對環境的污染。
不過這種三段式廢水處理流程，主要是為了環保法令設定的放流水標準而研發，投入多但回收少，而且在第三階段因採用好氣處理，必須投入較多的電力能源。在能源高漲與短缺之際，這種作法不太符合節能目標。郭猛德表示，為達到節能及由廢棄物產製能源的目的，畜試所研發出熱化學轉換設備，可以將畜禽糞直接轉化製成燃料油，不但能簡化處理流程，且可生產出燃料油並減少臭味。
根據研發結果，目前每公斤豬糞或牛糞約可產生10－15ml與15－20 ml的燃料油。郭猛德表示，產製過程是先將畜禽糞經熱化學轉換設備後，轉化成原油，再經分餾後生產出成分含微量法殘碳量的燃料油，如再行二次分餾，則能得到優質燃料油，可取代一般燃料油使用。不但有助於解決畜禽糞處理及產製燃料油當能源用外，也可改善糞尿臭味問題。
打造「綠建築」！
時間︰2006年10月22日 地點︰中國文化大學推廣教育部 大新館4樓【數位演講廳】 主講人︰林憲德教授（國立成功大學建築學系專任教授） 綠色科技當紅！你知道什麼是「綠建築」嗎？推廣綠建築對環境又有什麼好處呢？《科學人》邀請成功大學建築系林憲德教授為您細說從頭！
今天演講的來由是這樣，我們科學人雜誌報導了一個關於綠色建築的事情，要我今天來介紹一下這棟建築物。不過，我今天要講觀念的問題，就是綠色建築的真正精神到底是怎麼樣，所以，我會很快把這個建築先介紹過去。這棟建築物的誕生，是因為台達電子的鄭董事長，他對環保非常盡心盡力，對建築的環保很有興趣，也一直想推動這個綠色建築，曾到美國、泰國等地去參觀；但他不曉得，台灣事實上就是1990年開始，內政部就已經全面在推動綠色建築。有一次，我們學校校長介紹我去跟他報告30分鐘綠色建築，他才發現台灣原來已經建起綠色建築的評估體系，所以他要蓋南科的綠色建築，就把這個建築交給我幫他設計。很多人聽到綠色建築，就以為它很貴；記者每一次也都問我，綠色建築是不是比較貴的？其實，綠色建築是一個腦袋的活動，綠色建築可以更貴，但是也可以更便宜。像台達電在南科的這個綠建築廠房，造價完全跟市面上其他建築一樣，平均造價一坪七萬塊。現在一般大樓的水準，土木工程是五萬五，同樣也可以達到很好的綠色建築的結果。在設計台達電這棟建築物，因為亞熱帶地區最重要的是多雨炎熱，所以他的入口我們設計了一個戶外的玄關，就像跟飯店一樣，車子停下來可以不淋雨，順便也可以當遮陽。在台灣做節約能源，很多人都拿著西洋的雜誌，美國、加拿大、德國的雜誌，為綠色建築就是閃閃發亮，不是太陽能就是風力發電，就是玻璃造起來。但事實上，在台灣，那種建築物剛好是最耗能源的，所以我看到《太陽房子》這本書就覺得非常難過，因為我覺得那個在台灣是能源大殺手。事實上在我們亞熱帶，好的建築物是要有深深的遮陽，適當的開口就好了。所以南科這一棟，我們就用這個方法幫他們設計。當然他們也用太陽能光電。停車場是用旁邊的排水溝自然採光，開車下去的時候眼睛可以慢慢適應，就像你開進隧道一樣，稍微有一點光線進去才可以適應；而不是像一般的停車場那樣，外面太陽很大，一進去突然變暗了，就造成瞬間的失明狀態。這個天溝對通風也好，到現在為止，這棟建築物規模這麼大，裡面還裝有一個一氧化碳監測器，但從來不必抽煙，以前像這種地下室都要抽風的。然後我們在附近做了一些造景。不過，綠色建築裡面對於景觀造景，跟一般嘗試差別最大。大家都以為綠草如茵很漂亮，樹整齊清潔很漂亮；綠建築講起來剛好相反。你去山林裡，看到大樹小樹混種，好像很雜亂，事實上那個反而是我們綠建築所追求的。我們在南科這個台達電園區種了很多密林，而且裡面的植物都全部是會開花結果，所謂的誘鳥誘蝶植物有80%以上。有一個生態學家跟我講，一棵好一點的誘鳥誘蝶植物，一年可以養活幾千隻昆蟲；幾千隻的昆蟲，可以養活幾十隻的鳥。所以我們算了一下，我們在這個園區裡的植物，大概可以養活兩萬隻鳥。另外，在我們做出來的庭園裡面，堆了很多木堆、很多磚頭，有時候大家看了會嚇一跳，以為是還沒有完工、有垃圾丟在那邊。但其實不是，那是給昆蟲住在裡面的集合住宅，昆蟲會來住、爬蟲類蜥蜴青蛙會來這邊，牠們喜歡小空間有隱蔽的空間。這棟建築物也用立體的綠化，它的整個造型是退縮立體狀的綠化。因為鳥在飛，建築物是個大障礙，建築物的立面可以有一些綠化；鳥不是一飛很遠的，有些小鳥是用跳的，因此我們就做了垂直的生物廊道，另外也做了蓄洪池跟生態水池。最重要的，我對這一棟建築感到最驕傲的是：我把電梯藏起來，做了一個開闊亮麗的樓梯。員工上下班走樓梯的時候，大家都會聊天，員工的溝通就會改善。一般大樓進門就是電梯，上下樓你看我、我看你，遇到不認識的人會很難過。有些人也想走樓梯，但要不是找不到樓梯，就是樓梯環境不好；如果把廳、樓梯設計好的話，就會增加走樓梯的機會，減少搭電梯的機會。所以這一棟的特色就是一進來，有個明亮的廳、好的樓梯，電梯也有啦、你要到後面去找，這個是比較奇特的地方。鄭董事長因為對這一棟建築物感到很驕傲、很高興，他說這一棟綠色建築真的是對地球環境很有幫忙，因此捐了一億給成功大學，要蓋一個超級綠色建築。我們在設計了，就在成功大學的古蹟旁邊，蓋了一棟看起來像哈利波特的那個魔法教室一樣，預計明年底會完工。它的建材、混凝土裡面的骨料，80%都要用回收建材做；節約能源則會有一般建築物的一半以上......《意猶未盡嗎？只要您是《科學人》訂戶，就可以免費閱讀全文！請您輸入訂戶編號及E-mail，點選這裡輸入！》
資料來源
http://sa.ylib.com/noteasy/noteasy_show.asp?CourseType=1&CourseNo=39
今天演講的來由是這樣，我們科學人雜誌報導了一個關於綠色建築的事情，要我今天來介紹一下這棟建築物。不過，我今天要講觀念的問題，就是綠色建築的真正精神到底是怎麼樣，所以，我會很快把這個建築先介紹過去。這棟建築物的誕生，是因為台達電子的鄭董事長，他對環保非常盡心盡力，對建築的環保很有興趣，也一直想推動這個綠色建築，曾到美國、泰國等地去參觀；但他不曉得，台灣事實上就是1990年開始，內政部就已經全面在推動綠色建築。有一次，我們學校校長介紹我去跟他報告30分鐘綠色建築，他才發現台灣原來已經建起綠色建築的評估體系，所以他要蓋南科的綠色建築，就把這個建築交給我幫他設計。很多人聽到綠色建築，就以為它很貴；記者每一次也都問我，綠色建築是不是比較貴的？其實，綠色建築是一個腦袋的活動，綠色建築可以更貴，但是也可以更便宜。像台達電在南科的這個綠建築廠房，造價完全跟市面上其他建築一樣，平均造價一坪七萬塊。現在一般大樓的水準，土木工程是五萬五，同樣也可以達到很好的綠色建築的結果。在設計台達電這棟建築物，因為亞熱帶地區最重要的是多雨炎熱，所以他的入口我們設計了一個戶外的玄關，就像跟飯店一樣，車子停下來可以不淋雨，順便也可以當遮陽。在台灣做節約能源，很多人都拿著西洋的雜誌，美國、加拿大、德國的雜誌，為綠色建築就是閃閃發亮，不是太陽能就是風力發電，就是玻璃造起來。但事實上，在台灣，那種建築物剛好是最耗能源的，所以我看到《太陽房子》這本書就覺得非常難過，因為我覺得那個在台灣是能源大殺手。事實上在我們亞熱帶，好的建築物是要有深深的遮陽，適當的開口就好了。所以南科這一棟，我們就用這個方法幫他們設計。當然他們也用太陽能光電。停車場是用旁邊的排水溝自然採光，開車下去的時候眼睛可以慢慢適應，就像你開進隧道一樣，稍微有一點光線進去才可以適應；而不是像一般的停車場那樣，外面太陽很大，一進去突然變暗了，就造成瞬間的失明狀態。這個天溝對通風也好，到現在為止，這棟建築物規模這麼大，裡面還裝有一個一氧化碳監測器，但從來不必抽煙，以前像這種地下室都要抽風的。然後我們在附近做了一些造景。不過，綠色建築裡面對於景觀造景，跟一般嘗試差別最大。大家都以為綠草如茵很漂亮，樹整齊清潔很漂亮；綠建築講起來剛好相反。你去山林裡，看到大樹小樹混種，好像很雜亂，事實上那個反而是我們綠建築所追求的。我們在南科這個台達電園區種了很多密林，而且裡面的植物都全部是會開花結果，所謂的誘鳥誘蝶植物有80%以上。有一個生態學家跟我講，一棵好一點的誘鳥誘蝶植物，一年可以養活幾千隻昆蟲；幾千隻的昆蟲，可以養活幾十隻的鳥。所以我們算了一下，我們在這個園區裡的植物，大概可以養活兩萬隻鳥。另外，在我們做出來的庭園裡面，堆了很多木堆、很多磚頭，有時候大家看了會嚇一跳，以為是還沒有完工、有垃圾丟在那邊。但其實不是，那是給昆蟲住在裡面的集合住宅，昆蟲會來住、爬蟲類蜥蜴青蛙會來這邊，牠們喜歡小空間有隱蔽的空間。這棟建築物也用立體的綠化，它的整個造型是退縮立體狀的綠化。因為鳥在飛，建築物是個大障礙，建築物的立面可以有一些綠化；鳥不是一飛很遠的，有些小鳥是用跳的，因此我們就做了垂直的生物廊道，另外也做了蓄洪池跟生態水池。最重要的，我對這一棟建築感到最驕傲的是：我把電梯藏起來，做了一個開闊亮麗的樓梯。員工上下班走樓梯的時候，大家都會聊天，員工的溝通就會改善。一般大樓進門就是電梯，上下樓你看我、我看你，遇到不認識的人會很難過。有些人也想走樓梯，但要不是找不到樓梯，就是樓梯環境不好；如果把廳、樓梯設計好的話，就會增加走樓梯的機會，減少搭電梯的機會。所以這一棟的特色就是一進來，有個明亮的廳、好的樓梯，電梯也有啦、你要到後面去找，這個是比較奇特的地方。鄭董事長因為對這一棟建築物感到很驕傲、很高興，他說這一棟綠色建築真的是對地球環境很有幫忙，因此捐了一億給成功大學，要蓋一個超級綠色建築。我們在設計了，就在成功大學的古蹟旁邊，蓋了一棟看起來像哈利波特的那個魔法教室一樣，預計明年底會完工。它的建材、混凝土裡面的骨料，80%都要用回收建材做；節約能源則會有一般建築物的一半以上......《意猶未盡嗎？只要您是《科學人》訂戶，就可以免費閱讀全文！請您輸入訂戶編號及E-mail，點選這裡輸入！》
資料來源
http://sa.ylib.com/noteasy/noteasy_show.asp?CourseType=1&CourseNo=39
家庭式太陽能熱水器使用經驗及問題分享
正好從事太陽能熱水器的工作，所以對太陽能熱水系統有一些了解。太陽能熱水器的熱水的確是吸收太陽的輻射能來產生熱量的。您是否注意到，若將機車停在正中午的馬路旁，機車坐墊不要五分鐘就變的十分燙人。而太陽能板跟基車坐墊依樣是黑色的，能吸收輻射能轉換為熱能，冷水流經集熱板中的管路，就會帶走太陽能板的高熱而變成熱水，不斷循環之下，好的系統一個早上就有滿滿一桶50~70度的熱水啦!當然這要在天氣很好的狀況下。 太陽能板的玻璃也是大有學問，好的太陽能板看起來為似霧面的強化玻璃，玻璃內面有許多小浮凸點，這能讓光線易進不易出，有如溫室效應一般，再加上太陽能板與外界的熱交換不易，若無水流經時還可高達一百多度呢。不過若是普通的玻璃板，從外部看起來就有如鏡子一般，這樣子的太陽能板不是沒效果，但跟前者比較起來，反射散失的能量就多的多了。 至於冬天為水溫比較低，當然氣溫低，從太陽能板、桶多少會損失一些熱能，保溫效果再好，經由管線流到您使用熱水的地方時喪失的熱能也不少。由於我們身處北半球，有兩個原因會造成冬天水溫較低，夏天時太陽光直射我們台灣上空，以照射面積來算(你看看地面上影子多大就知道)比冬天太陽斜射時大，所以理論上夏天吸收的熱較多。不過太陽能公司也不是笨蛋，大家主要想洗的是冬天暖呼呼的熱水，夏熱冬冷的狀況當然要彌補，於是通常太陽能會設置為座北朝南，仰角30度，這樣冬天時才能接受到較大面積的太陽輻射能，即使這麼做，我們的熱水還是夏天比較熱，這就要提到主因了。 因為冬天時，陽光要穿過的大氣層比夏天時要厚的多，大氣會吸收大量的輻射能，到達太陽能板的能量比夏天時小很多，很少人冬天被太陽曬道時會感覺烈火焚身的吧，所以這是自然無法抗拒之因素，當然，好的太陽能系統，管路中沒有結水垢者，冬天仍能產生足夠的熱水的。 此外，夏天基本水溫比冬天高，這也能省掉不少加熱所需的熱能。 陰天為什麼沒熱水，那是因為沒太陽，沒有太陽能加熱的集熱板自然產生不出熱水囉！
參考網址 : http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/newtopic.php?forum=14
參考網址 : http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/newtopic.php?forum=14
太陽能熱水器產品介紹,
在太陽能領域集科研生產營銷于一體的專業性公司,人才、技術實力雄厚。本公司開發生產適宜於家庭使用的普通型、豪華型、光電兩用型、通用型太陽能熱水器，用戶可以根據需要自
由訂購。工程式大麵積裝置適合熱水用量較大的單位，賓館等場所，還可以根據用戶需要，現場
設計，安裝調試，用量大、用途廣、維修方便、使用可靠。 BNTYZ420和BNTYZ470系列太
陽能熱水器是本公司的拳頭產品，保溫水箱採用聚氨脂整體發泡，內外膽均採用符合國際標準的
全不鏽鋼製作，保溫性能好，使用壽命長，產品一問世，便以一流的品質、低廉的價格贏得了廣
大消費者的青睞。
隨著新世紀的來臨，我公司本著“質量第一，信譽第一”的宗旨，將以雄厚的裝備實力，
嚴謹的科學管理，精湛的施工技術、頑強的工作作風，熱情地為各業主提供至誠完善的服務，並
深信一定能得到海內外各界朋友的信任和支持。一如既往地秉承"以質為本，求實創新"的企業精
神和經營理念，進一步為陽光綠動產業造福全人類而不謝努力。 一、 平板家用太陽能熱水器
BNTYP型平板循環式是我公司較早生產的一種太陽熱水器，該產品集熱性能好，熱效率高，使
用壽命長，適合我國大部分地區使用，一年可用6-8個月，南方一年四季可用。 性能特點 1.
集熱器板芯採用紫銅平板型，水箱採用進口304食品級不鏽鋼板製作，支架採用不鏽鋼或熱鍍鋅
角鋼製作，整機壽命可長達15年。 2. 採光面積大，產水量多，傳熱性能好，熱效率高。 3. 節省
電費、燃料費與維修費，2～3年即可收回投資。 4. 水箱保溫性能好，晚上照常使用，具排污淨化
功能，水質潔淨。 5. 系統全自動靜態運行，無需人工操作，無噪音無污染，環保節能，利國利
民。 6. 無漏電、失火、中毒等危險，系統安全可靠。 7. 智能化控制，可達到自動上水、循環與
輔助加熱，並可數字顯示水箱水位與溫度。 8. 設置輔助加熱裝置確保陰雨天照常使用熱水。輔助
加熱分為電輔助加熱與熱水爐輔助加熱（根據用戶需要訂貨時說明）。 9. 可獨立使用或大規模組
合使用。 10. 保溫水箱有蓄水功能，停水時可作應急水源之用。 二、 BNTYZ系列太陽能熱水器
BNTYZ系列高效真空集熱管太陽能熱水器是本公司的拳頭產品，保溫水箱採用聚氨脂整體發
泡，內外膽均採用符合國際標準的全不鏽鋼製作，保溫性能好，使用壽命長，產品一問世，便以
一流的品質、低廉的價格贏得了廣大消費者的青睞。 （一）結構及特點 ①集熱器件：全部採用
三超技術高效真空集熱管。 ②水箱內膽：選用0.5mm進口優質SUS304 2B食品級不鏽鋼，高頻
焊接，焊縫處於水箱頂端，焊縫不會長時間因接觸帶有酸性的水質腐蝕而滲漏。 ③水箱外殼：選
用日本進口SUS304全不鏽鋼或彩塗鋼板、鍍鋅板。 ④保溫材料：採用進口聚氨脂高壓、高密度
整體機械發泡，恆溫+熟化處理，泡孔細小均勻，密度合理閉孔率高，保溫效果極佳。 ⑤密封
圈：採用當今國際通用高分子優質Si橡膠材料，壽命比普通硅膠長兩倍以上。 ⑥水箱端蓋：一次
成型，凸紋防偽，內鎖扣，採用加厚1.0mm鋁合金材料（比使用普通薄型合金強度增加兩倍）或
0.5mm比使用塑料端蓋壽命更長。 ⑦支架設計：烈火系列選用加厚鍍鋅鋼板沖壓成型，全面防腐
處理，防紫外線噴塑，可隨機平坡安裝，加強抗雹能力，比使用普通冷軋板壽命長兩倍。選擇適
合冬季光照最佳角度為45o；金鋼系列選用加粗合金型材，通過氧化處理，可隨機平坡安裝，增
強抗風強力，使用壽命長于普通方管支架，選擇適合光照最佳角度為45o得熱更強，外觀亮麗。
⑧自動行運：可配用微電腦全自動控制儀顯示水溫水位，自動上水關水，自動加熱、漏電保護，
自動控制。 三、大型太陽能中央熱水系統 （一）、超大型家用太陽能熱水器串並聯式 1、系統特
點： 該類型太陽能中央熱水系統具有運行簡單、操作方便、故障率極低等特點，多適用於平頂房
安裝，且安裝空間充足，不便設專職人員看管的醫院、學校、賓館、部隊、收費站等單位、集體
用熱水。 2、運行原理: 該系統可根據需要多台超大型家用太陽能熱水器串並聯，冷水經水位控制
箱進入太陽能熱水器內進行加熱，然後流入保溫水箱進行儲存。控制櫃可實現對保溫水箱的水
溫、水位顯示和自動電加熱功能，保持水箱溫度恆定。 （二）、聯集管式太陽能集熱器單元組合
式 1、系統特點： 該類型太陽能中央熱水系統自動化程度高，對安裝條件限制小，主要適用於用
熱水量大、樓頂結構較複雜、安裝空間受限的醫院、學校、賓館、部隊、住宅小區、收費站等單
位和集體使用。該種型式的太陽能熱水系統分為三種模式：定溫放水系統、溫差循環系統和定溫
放水與溫差循環混合型。 2、運行原理： （1）定溫放水系統： 當集熱器內溫度達到設定值時，
定溫放水閥打開，水流進保溫水箱進行儲存，系統可實現自動補水、水溫水位顯示、管路循環及
自動控制電加熱等多種功能。 （2）溫差循環系統： 該系統通過設定集熱系統出口溫度和保溫水
箱內溫度值，可實現循環泵自動啟閉，使保溫水箱內冷水不斷進入太陽能集熱器，太陽能集熱器
內熱水被頂入保溫水箱，使水箱內水溫不斷升高。 該系統還可與其他輔助能源（電、氣、油等）
相配接，實現全天候供熱水。 （3） 定溫上水+溫差循環系統 當集熱器內溫度達到設定值時，定
溫放水閥打開，冷水自動補入太陽能集熱器，集熱器內熱水流進保溫水箱進行儲存，經長時間運
行后，水箱中水位達到控制櫃設定的水位時，自動進入溫差循環運行方式。
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