读书会名称燃料电池读书会

1、附件三讀書會 紀錄表讀書會名稱：燃料電池讀書會地點：F107B起迄日期：96年10月12日，9時00分起，至12時00分止。主 席：趙彥鑫紀 錄：涂政良應到：6人； 實到：6人出席人員：王順忠老師、趙彥鑫、王鴻諭、涂政良、楊嘉仁、陳俊延。主題：太陽能發電之討論輔助教材：Understanding Renewable Energy Systems執行情形：前言： 太陽能源是取之不盡，用之不竭的能源。太陽照射到地球上一天的能源，就足夠全人類一年的使用量。再生能源中的風能與生質能，也是仰賴太陽能源，因為風的起源來自於地球受太陽加熱後大氣密度之變化；而生質能更不用多說，所有的作物生長都依靠太陽能。可以

2、說太陽是人類與地球生生不息的能源根本，因此大部分的學者都預期，太陽能將是21 世紀下半人類仰賴的主要能源。太陽熱能發電是利用太陽能來加熱工作流體，再利用工作流體推動熱機來發電。由熱力學第二定律可以知道，熱機的發電效率與工作流體溫度有關，簡言之，溫度差愈高，熱機的發電效率越好。因此要達到高效率發電，必須將工作流體加熱到高溫，此時就需要集光(聚光)裝置。集光裝置是利用透鏡或反射鏡等光學元件，將大面積的太陽能集中到一個小面積上，以提高光的能量密度。太陽能為一種低密度的能源，即使在中午最強的日照條件下，地表附近的太陽輻射能量也大約只有1000watt/m2，利用集光裝置可以將能量集中，有效地提高溫度。

3、集光比越高，加熱溫度就越高。依據集光裝置的不同，太陽熱能發電可以分為。(1)中央集熱塔型(2)槽線集熱型(3)碟盤集熱型 (4)熱煙囪型 中央集熱塔型 槽線集熱型 碟盤集熱型熱煙囪型中央集熱塔型中央集熱塔型是在範圍很大的集熱場設置高塔，在集熱場內排列數千枚平面鏡。將太陽光反射到塔頂的熱吸收器。熱吸收器把所收集的光能量變換成熱能量，讓工作流體吸收，之後再被引導到設置在塔下部的渦輪機發電裝置來發電槽線集熱型槽線集熱器利用拋物鏡的光學原理，也就是所有平行於鏡軸的入射光經過拋物鏡反射後會聚焦在拋物鏡焦點上。槽線集熱器將太陽輻射能聚焦為線型碟盤集熱型上述的中央塔型與槽線型發電廠都是較大型的設備，太陽熱能

4、發電也有較小的系統。例如碟式拋物線反射鏡搭配史特靈熱機，將陽光聚焦在碟型拋物線鏡的焦點(聚焦在一點上，槽線型則為聚焦在一條線上)，加熱史特靈機來發電熱煙囪型另外一種太陽熱能發電系統稱為太陽煙囪(solarchimney)，如圖5 所示。它的工作原理很簡單對流原理，即熱空氣向上升，冷空氣往下降。太陽光加熱直徑約1.5 公里的玻璃屋，使它形成類似溫室的功能，此玻璃屋邊緣約 3 公尺高，逐漸延伸到高塔基座周圍為25 公尺高，太陽能加熱玻璃屋內的空氣，進入高塔後變成一股上升氣流，通過塔身內安裝的渦輪機轉動發電。此系統到了晚上依然可以工作，白天積聚在玻璃屋地表附近熱能儲存單元中的熱能，此時開始釋放出來，

5、繼續推動渦輪旋轉。結論：人類對太陽能的使用還處在相當初期的階段，現在的人們實在無法預測未來的太陽能應用會以何種形式呈現。由於太陽能的間歇性，大規模的太陽能利用還牽涉到能量的儲存問題，因此發展大容量的電池或是利用氫能源來儲存能量都將是未來趨勢。也有科學家提出在太空中建造太陽能站，發電後再以微波方式傳送回地表的接收站；如此可以解決太陽能不穩定與間歇性的問題。以現在的科技來比較，位於有充足直達日照的地區，大型太陽熱能發電的成本其實遠低於太陽光電。但這並不表示太陽熱能發電的利用會多於太陽光電，至今實際情況正好相反。原因是太陽光電的便利性(不需維護)，以及與建築物整合的可能，鼓勵了人們使用。雖然如此，現有的太陽光電實在是太過昂貴，缺乏經濟誘因。近幾年太陽光電市場風起雲湧，主因是德國、日本與美國加州政府的大力補助。一但補助不存在，市場是否仍能維持是一大隱憂。然而不論如何，人類使用太陽能發電的腳步必須持續下去，我們需要持續研發，尋求科技上重大的突破，以期能大幅降低發電成本。近年