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研究生: 林國榮
Lin, Guo-Rong
論文名稱: 含高效率轉換器之整合建築太陽能系統效益分析
Benefit Analysis of Building-Integrated Photovoltaic with High Efficient Converter
指導教授: 梁從主
Liang, Tsorng-Juu
陳建富
Chen, Jiann-Fuh
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電機工程學系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 60
中文關鍵詞: 太陽能系統最大功率追蹤
外文關鍵詞: Maximum Power Point Tracking (MPPT), Building-integrated Photovoltaic (BIPV)
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  •   本論文針對太陽能電池與建築結合之各項應用方法,分析隔熱遮陽、不同晶矽、高度角、方位角及清潔之發電效益。利用內政部建築研究所實際架設之30kW太陽能系統,在不同架構方式下,將太陽能電池視為建材的一部份,探討太陽能電池的各項發電效益。太陽能結合建築外殼的分析結果,可節約空調冷氣耗電量9.17%~31.95%,太陽能電池轉換效率以單晶矽最高,太陽能電池設置高度角以25°發電效益較設置在15°及30°為高,且水洗除塵後太陽能電池板面的清潔增加轉換效率達3.7%~29.29%。
      此外,本論文亦設計一高效率的單級式轉換器,並利用微控制器實現最大功率追蹤,以收集帷幕式太陽能電池東向、西向、南向的的發電效益,累積發電量以西向最高,南向次之,東向最低。

      In this thesis, for finding the benefit of the Building-integrated Photovoltaic (BIPV), the effects of sunshade to insulate against heart, different material, high corner, azimuth and clean are studied. The 30kW solar systems of Architecture and Building Research Institute, Ministry of the Interior (ABRI) with different structure were demonstration. From the field data, the following results were obtained. The saving power of air conditioning are from 9.17% to 31.95%. The highest power conversion were obtained in single silicon material. The generate electricity of the solar cell high angle setting up 25° are higher than those of 15° and 30° in Tainan. The conversion efficiency of the solar cell are increased from 3.7% to 29.29% after water-washing and dust removal. In order to compare the generating benefit with azimuth, a high-efficiency single stage converter with Maximum Power Point Tracking (MPPT) were designed. According to the field test, the generation benefit of the west azimuth is the highest. The efficiency of converter above 90%.

    目 錄 頁數 摘要1 英文摘要Ⅱ 誌謝Ⅲ 目錄Ⅳ 圖目錄Ⅶ 表目錄Ⅸ 第一章 緒論1 1-1 研究背景與動機1 1-2 論文大綱6 第二章 太陽能電池簡介8 2-1 太陽能電池的種類8 2-2 太陽能電池發電原理9 2-3 太陽能電池等效電路與電氣特性10 2-4 最大功率追蹤法則(MPPT)14 2-4-1 最大功率追蹤法則相關分類14 2-4-2 本文使用之最大功率追蹤法則16 第三章 太陽能系統與高效率轉換器簡介18 3-1 太陽能系統架構18 3-2 太陽能系統規格說明19 3-3 追蹤最適工作點之轉換器25 3-4 帷幕式太陽能系統基本架構26 3-5 DC/DC轉換器簡介27 3-5-1 傳統升壓式轉換器與返馳式轉換器介紹27 3-5-2 升壓-返馳式轉換器介紹30 3-5-3 升壓-返馳式轉換器工作模式分析31 3-5-4 升壓-返馳式轉換器之變壓器設計35 第四章 玻璃帷幕牆分析36 4-1 玻璃帷幕牆之特性36 4-2 玻璃帷幕牆之種類39 第五章 整合建築太陽能系統各項效益分析41 5-1 遮陽與空調節能效益分析41 5-2 不同高度角太陽能電池發電效益分析43 5-3 不同太陽能晶矽之發電效益分析44 5-4 太陽能電池清潔前後發電效益分析46 5-5 帷幕式太陽能系統效益分析46 5-6 由30kW太陽能系統估算太陽能電價48 5-7 太陽能電池帷幕牆與其他帷幕牆造價比較52 5-8 高效率轉換器應用於帷幕式太陽能電池之實驗結果53 第六章 結論與未來展望55 6-1 結論55 6-2 未來展望57 參考文獻58

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