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研究生： 林博暉
論文名稱： 提升太陽能模組發電效率之冷卻研究
指導教授： 許文震
口試委員: 許文震
陳炎洲
王訓忠
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年： 2011
畢業學年度： 99
語文別： 中文
論文頁數： 90
中文關鍵詞： 太陽能模組 、發電效率 、散熱系統
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    • 　　一般市售太陽能模組分為家用型與商用型，商用型主要設立大規模的集熱區域，利用太陽能發電賺取利潤；而家用型多半由數片太陽能板組合而成，提供家庭部分供電。
    此次研究主要是為了提高單片太陽能板的發電效率，由於太陽能板的發電效率與太陽能電池的溫度相關，因此在此設計散熱系統使之降溫，其中散熱系統是由冷卻流道、熱交換器、儲水槽以及加壓幫浦組合而成，又分成熱交換器輔助散熱型、儲水槽輔助散射型以及整合散熱型三種散熱系統。
    本論文利用先前文獻中的環境參數及設計參數做模擬分析，分析三種冷卻系統分別提升的效率值，並與無冷卻系統的太陽能模組及理想冷卻系統的太陽能模組做比較，得到熱交換器輔助散熱型、儲水槽輔助散射型以及整合散熱型的效率增益η_G分別為4.86、5.01及6.52%，而理想設計程度D_i分別為0.63、0.65及0.84。此次結果將有助於後續串聯式太陽能模組的冷卻研究，另外，將整個冷卻循環運作下的廢熱，回收並加以利用，這也正是「節能減碳」的一種表現。

    目錄 摘要 I 致謝 II 目錄 IV 圖目錄 VII 表目錄 IX 第一章、緒論 1 1-1 前言 1 1-2 太陽能電池概述 2 1-3 文獻回顧 4 1-3-1 熱電共生系統相關文獻 4 1-3-2 氣冷式熱電共生系統相關文獻 7 1-3-3 水冷式熱電共生系統相關文獻 8 第二章、理論模式 10 2-1 太陽能模組 10 2-1-1 基本參數 11 2-1-2 溫度效應 13 2-1-3 熱對流係數計算 13 2-2 第一部分---冷卻流道 14 2-2-1 參數設計及傳輸方式 15 2-2-2 流體熱對流係數計算 16 2-2-3 熱傳分析 18 2-3 第二部分---熱交換器 22 2-3-1 參數設計 23 2-3-2 鰭片效率計算 24 2-3-3 熱傳分析 27 2-4 第三部分---儲水槽 31 2-4-1 參數設計 33 2-4-2 空氣熱對流係數計算 33 2-4-3 熱傳分析 34 2-5 第四部份---加壓幫浦 36 2-5-1 壓力損失計算 36 2-5-2 幫浦耗能關係 38 第三章、研究方法 39 3-1 環境參數 39 3-2 基本型太陽能模組 41 3-3 理想型太陽能模組 42 3-4 熱交換器輔助散熱型太陽能模組 44 3-5 儲水槽輔助散熱型太陽能模組 47 3-6 整合散熱型太陽能模組 50 第四章、結果與討論 52 4-1 基本型太陽能模組結果 52 4-2 理想型太陽能模組結果 53 4-3 熱交換器輔助散熱型太陽能模組結果 56 4-4 儲水槽輔助散熱型太陽能模組結果 66 4-5 整合散熱型太陽能模組結果 76 4-6 綜合比較 81 第五章、結論與未來展望 83 5-1 結論 83 5-2 未來展望 85 參考文獻 86 附錄 A 89

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