再生能源利用介绍.ppt
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1、顏文治 工研院 能源與環境研究所 新能源技術組,再生能源介紹,明天過後,真的發生了!,全球暖化,氣候異常,天災不斷,環境惡化,氣候異常導致天災發生頻率增加,Ref: Richard Smalley, Energy & Nanotechnology Conference Rice University, Houston May 3, 2003,ENERGY WATER FOOD ENVIRONMENT POVERTY TERRORISM & WAR DISEASE EDUCATION DEMOCRACY POPULATION,2003 6.3 Billion People 2050 8-10 B
2、illion People,人類未來五十年將面臨的前十大問題,傳統能源之全球蘊藏量預估,年產量,約,3.58,萬公噸,年產量,約,45.6,億公噸,年產量,約,2.46,兆,m,3,日產量,約,7449,萬桶,蘊藏量約,1.05,兆桶,估計可採約,40.3,年,蘊藏量約,155.1,兆,m,3,估計可採約,61.9,年,蘊藏量約,9845,億公噸,估計可採約,216,年,蘊藏量約,311,萬公噸,估計可採約,47.9,年,石油 天然氣 煤 鈾,(資料來源: BP 2002、World Nuclear Association),高油價的時代來臨,摘自於97,04,20聯合晚報,高!高!高!物價的
3、苦時代,背景: 人類經濟活動大量使用化石燃料,造成二氧化碳等溫室氣體的濃度急速增加,產生全球氣候變遷加劇的現象 為了抑制溫室氣體的排放,防制氣候變遷,聯合國於1992年地球高峰會舉辦之時,通過聯合國氣候變化綱要公約(UNFCCC) 1997年12月公約第三次締約國大會,通過具有約束效力的京都議定書,以規範工業國家未來之溫室氣體減量責任。 目標: 2008年至2012年,工業國家的溫室氣體排放量要比1990年再減少5.2% 歐洲聯盟及東歐各國削減8%、美國7%、日本、加拿大、匈牙利、波蘭減少6%,另冰島、澳洲、挪威則各增加10%、8%、1% 現況: 對各國能源及環境政策影響最大的國際公約 200
4、5年2月16日正式生效,目前已批准議定書的國家已達一百四十三國 (附件一國家排放總量占61.6%) 管制氣體排放: 管制六種溫室氣體排放量, CO2、CH4、N2O、 HFCs、PFCs、SF6,京都議定書 (Kyoto Protocol),什麼是能源,能源需求應用型態,運輸,熱能,電能,簡單來說,就是能量的來源,傳統能源 化石能源:煤炭、石油、天然氣 核能:鈾分子經過撞擊後產生能源,古代生物遺骸如植物、恐龍被埋在土裡後,經過幾百萬年,變成煤、石油、天然氣、這就是我們所稱的”化石能源”,一般所稱的能源(續),再生能源 Renewable Energy 太陽能 風能 生質能 水力 地熱能 海洋能
5、,再生能源定義: 自然循環生生不息,短期內即可循環再利用 可永續使用不導致整體自然資源的減少 屬於初級能源與化石燃料、核能同位階,全球能源需求趨勢,依據IEA 之預測由2004年至2030年再生能源的需求量將成長三倍 ,占世界電力 6 % (不含水力發電) 。 為降低傳統化石能源對環境之影響,國際間已建立共識積極推動增加永續能源之開發與使用。,Source: IEA World Energy Outlook 2003 , Jan. 2003,太陽熱能應用中目前最具效益:太陽能熱水器,一、太陽能熱水器分為(1).家庭應用(2).大型宿舍應用(3).溫水游泳池應用及 (4).工業製程預熱等應用,目
6、前中國大陸是全世界發展最迅速的市場, 2007年年安裝面積超過1700萬平方公尺。 二、其餘:(1)太陽能熱風乾燥、海水淡化、空調等應用受限於經濟效益, 尚未能大量普及應用。 (2)太陽熱能發電在現階段技術未能有所突破,因此仍需廣大的 土地面積,所以目前世界上也僅有少數(美、法、西班牙及澳 大利亞等)有興建或規劃中的應用系統。,太陽能集熱板(金屬),(玻璃面蓋),(金屬外框),(底部保溫材),(吸熱板),兩片平板式(不銹鋼材),平板(銅與鋁)與管(銅)結合式 a.噴漆與烤漆 : 鉻為主材料 b.電鍍法 : 鉻,鎳 c.真空濺鍍:不鏽鋼靶材及鋁材,太陽能熱水系統,家用系統,利用熱虹吸原理,大型系
7、統,太陽能熱水系統,太陽能集熱器(真空圓管型),日本製,大陸製,熱端出口 (密度輕),冷端入口 (密度重),真空區,產品介紹 太陽能集熱器與建築體整合技術,分為嵌入式(左)及架構式(下)建築整合技術。 兼具提升建築物整體美觀及環保節能效益,符合未來綠色建築發展趨勢。講求輕質化且具多色系的產品定位,建築物整合化太陽能 集熱系統,國際應用現況,德國VELUX, Wagner & Co之建築傾斜屋頂整合化系統,德國Wagner & Co ,奧地利AEE INTEC 之建築遮陽/雨庇罩整合化建築,奧地利GREENoneTEC, AEE INTEC 之建築立面牆/帷幕牆建材化系統,太陽能溫水游泳池,太陽
8、能溫室,太陽能熱風乾燥系統,太陽能茶葉烘焙機,太陽能炊具,太陽能蒸餾器(兼海水淡化),技術介紹 利用溴化鋰吸收式冰水機、氯化鋰液體除濕系統及多孔性固體吸附劑進行製冷/除濕循環,系統利用水為冷媒,無環境污染問題。 熱源多元化(太陽能、廢熱、地熱)利用低溫熱源:5595,產生製冷。,太陽能空調/除濕系統技術,太陽熱能發電系統,集中塔式 發電系統,拋物線槽式 發電系統,太陽熱能發電系統(新型),澳洲預定於2006年建立一座高約 1000公尺的太陽能塔作為發電系 統,這座發電量為200MW的電廠 將供應20萬戶住宅用電,預算約 新台幣200億元,約1.5公里,原理 太陽光加熱直徑約 1.5公里的玻璃,
9、使 它形成類似溫室的 功能,此玻璃邊緣 約 3公尺高,逐漸 延伸到高塔基座周 圍為25公尺高,進 入高塔後變成一股 上升氣流,塔身讓 空氣透過32台渦輪 機而轉動發電,太陽光電發電系統的逐漸應用,太陽能電池的原理,非晶矽(5-7%),多晶矽 (12-14%),單晶矽 (15-18%),太陽能電池的種類,太陽能電池與發電系統,1m2模板重約15kg,若含水泥樁及鍍鋅支架則 約30-50kg,太陽電池的分類,發電成本(效率、壽命、系統成本、環境成本),太陽能發電系統的種類,(A)獨立系統 (Stand-Alone System) (B)混合系統(Hybrid System) (C)併聯系統(Gri
10、d- connected System),太陽能發電系統種類,併聯型,太陽能發電系統應用,住宅應用,日本京都車站,德國 高速公路,太陽能發電系統應用,外遮陽型態,太陽能發電系統應用 建材一體型太陽能電池模組(Build Integrated Photovoltaic,BIPV),投資成本約較模板式光電板高一倍,主要原因在 於目前設計都是Case by Case的生產,再配合與 建築本體的接合填縫、承載、隔熱設計、安全耐 用設計保證等多項考量。,太陽光電發電廠應用 (德國Solarpark Hemau),設置容量:4 MWp,台北市 福安紀念館 設置容量:19.8kWp,南投縣 清境農場 設置容
11、量:10.08kWp,高雄縣湖內鄉住宅 設置容量: 6.6kWp,台北自來水事業處 設置容量: 6.48kWp,台灣太陽光電案例,太陽電池之矽材料製作過程,矽砂原材料,單晶矽拉晶製程,矽塊原材料、晶碇、 晶片,矽晶片線切割機,多晶矽長晶爐,矽晶碇切割機,我國矽晶太陽電池產業與商機,中游 (元件/零組件),下游 (系統),上 游 (材料),茂迪、益通、旺能昱晶、新日光、大豐 等近十家,興達科技 永炬光電 日光能 中國電器 等十餘家,Solar Grade Poly-Silicon,Ingot,Solar Cell 單晶矽、多晶矽,PV Modules 發電 BIPV,PV Product PV
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