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研究生： 羅盛鴻
Lo, Sheng-Hong
論文名稱： 在臺灣高速公路加蓋太陽能發電的效益評估
An Evaluation of the Benefits of Installing Solar Power Systems on Taiwan’s Highways
指導教授： 余騰鐸
Yu , Teng-To
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 資源工程學系
Department of Resources Engineering
論文出版年： 2025
畢業學年度： 113
語文別： 中文
論文頁數： 140
中文關鍵詞： 高速公路邊坡 、太陽能板 、淨零碳排 、GIS 、可行性研究
外文關鍵詞： highway slope, solar panel, net-zero carbon emission, GIS, feasibility study
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    • 以丘陵地為主的苗栗和新竹高速公路旁閒置的邊坡是可利用的國有地，用此面積來計算太陽能發電潛能與成本和收益，作為國土利用最佳化與綠色能源占比提高率的基礎研究。
    研究主要是考慮高速公路邊坡型的太陽能板，但為了降低電纜成本和增加併網效率，加入了高速公路屋頂型太陽能板做討論，討論邊坡型太陽能板的方法主要是利用GIS(地理資訊系統)軟體來分析出旁邊國有地範圍，屋頂型方法中的太陽能板主要是參考國外的高速公路屋頂型文獻經過些微改良後，設計出較適合臺灣高速公路的鋼結構來做後續分析。
    研究中結果是以A專案邊坡型、B專案屋頂型和C專案邊坡+屋頂型做討論，以投資報酬率來說，是A專案邊坡型13.19%為最高，C專案邊坡+屋頂型13.00%為次之，B專案屋頂型9.79%為第三，因此本研究的三個專案以經濟面來說是可行的；無論是實施案例A、B還是C的自給率(以2023年用電量為基準)都能達到苗栗縣的7.3%以上，以數據來說，是可以有效地提升電力供給，並且減輕電力系統的壓力，且不論是設置哪一個專案，在20年內最多能減少400萬噸以上的CO2e，這有助於加速臺灣達成淨零碳排的目標。

    The state-owned unused slopes alongside superhighways in the hilly regions of Miaoli and Hsinchu can be used. These areas are brough in to calculate the potential, cost, and revenue of solar power generation, serving as a fundamental study for optimizing land use and increasing the proportion of green energy. This study primarily focuses on slope- mounted solar panels along superhighways. However, highway-rooftop solar panels are also included in the discussion to reduce cabling costs and improve grid connection efficiency. The slope-mounted solar panel approach mainly utilizes GIS (Geographic Information System) software functions to analyze the boundaries of adjacent state-owned lands. For the rooftop-mounted method, the design of the solar panel structures is based on slightly modified versions of literature on highway rooftop systems, resulting in steel structures better suited to Taiwan's highways. Results of this study show that the return on investment for Case A (slope-type), Case B (rooftop-type), and Case C (slope + rooftop-type), Case A has the highest return at 13.19%, followed by Case C at 13.00%, and Case B at 9.79%. From an economic perspective, all three cases in this study are feasible. Research shows that the implementation of any case can effectively improve power supply. Each case can reduce over 4 million tons of CO2e in 20 years, boosting Taiwan's net-zero emission efforts.

    摘要 II ABSTRACT III 致謝 IX 目錄 X 表目錄 XIV 圖目錄 XVI 1 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 5 1.3 研究流程 6 2 第二章 文獻回顧 7 2.1 太陽能板國內案例和限制及國外案例 7 2.1.1 臺灣地面型太陽能板現有案例 7 2.1.2 臺灣屋頂型太陽能板現有案例 8 2.1.3 臺灣漂浮型太陽能板現有案例 11 2.1.4 國內太陽能板案例的限制 11 2.1.5 國外太陽能板現有案例 13 2.2 高速公路設置太陽能板優缺點 18 2.3 眩光 21 2.4 高速公路邊坡綠地類型及緩衝區 24 2.5 邊坡穩定及地面型太陽能板基礎深度影響 27 2.6 苗栗日照時數及太陽輻射量 31 2.7 臺灣最佳的傾角和坡向 34 2.8 併網要點、併網費用 35 2.8.1 併網要點 35 2.8.2 併網費用 38 3 第三章 研究區域和方法 42 3.1 研究區域概述 42 3.2 研究資料與工具 46 3.2.1 Google Maps 簡介及操作 49 3.2.2 ArcMap簡介及操作 50 3.2.3 Meteonorm簡介及操作 53 3.2.4 PVsyst簡介及操作 55 3.3 邊坡型太陽能板傾角定義 58 3.4 邊坡型太陽能板坡向定義 59 3.5 高速公路屋頂型太陽能板研究方法 62 3.5.1 屋頂的結構設計 64 3.5.2 屋頂型太陽能板的傾角和朝向 66 3.6 變電站位置以及可併網容量 67 4 第四章 結果與討論 69 4.1 選址分佈與面積計算 69 4.1.1 高速公路苗栗段邊坡選址分佈結果 69 4.1.2 邊坡坡向潛力面積與剔除地質敏感區結果 71 4.2 邊坡型太陽能板最佳傾角和坡向分析 74 4.3 屋頂型太陽能板潛力面積結果 75 4.4 太陽能板發電量及躉購費率收益分析 77 4.5 升壓站成本 80 4.6 太陽能板專案經濟效益評估 80 4.6.1 A專案分析 82 4.6.2 B專案分析 84 4.6.3 C專案分析 86 4.6.4 A、B和C專案分析比較 88 4.6.5 專案NPV和IRR的考量 89 4.7 變電站可併網容量和本專案容量分析 90 4.8 發電潛力和城市電力需求 92 4.9 環境效益評估 93 4.10 全臺高速公路屋頂型太陽能板容量預估 94 5 第五章 結論與建議 97 5.1 結論 97 5.2 建議 99 5.3 研究限制 99 參考文獻 100 附錄A 引用的成本資料來源 107 附錄B 引用2025年度的躉購費率 108

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