綠色能源發展趨勢--台湾

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1、綠色能源發展趨勢壹、太陽能之現況與未來發展貳、風能之現況與未來發展參、生質能之現況與未來發展肆、由廢棄物產生之能源伍、再生能源與新能源未來之發展隨著人類文明的發展，能源的消耗量也與日俱增，但是地球上所蘊藏之化石能源，如：石油、天然氣、煤等在人類的大量開採下，其使用年限也僅剩數十年或一、二百年，即將消耗殆盡；再則由於化石能源的大量使用，造成地球之溫室效應，使地球氣象異常，因此全世界均希望並要求降低二氧化碳之排放量，基於上述兩種原因，生生不息且潔淨之之再生能源，如：風能、水力能、太陽能、地熱能、生質能、海洋能之發展已成為當前重要且迫切之課題。行政院在「挑戰2008:國家發展重點計畫」中亦納

2、入再生能源之推動，積極發展再生能源。圖一能源與再生能源關係圖資料來源：工研院能資所壹、太陽能之現況與未來發展一、太陽熱力及發電背景太陽可說是地球上最大的能源，太陽光每天到達地面的能量約為全世界石油蘊藏量的1/4，且又不會產生環境污染，再加上近年來半導體材料突飛猛進，使得太陽能的吸收效率不斷提昇，這也造就了太陽能熱力及發電的廣泛應用。（一）太陽能熱水器原理太陽能熱水器的基本原理就是利用真空管集熱，促使管內水溫高於水箱水溫，因熱水比冷水輕，形成對流，最終使水箱中的溫度達到使用所需的溫度。圖2太陽能熱水器資料來源：工研院能資所（二）太陽熱能發電原理利用佈滿地面的反射鏡，將陽光集中在真空隔熱吸

3、收管中，把吸收管內的特種高溫油加熱，高溫油把熱量傳給水，生成水蒸氣來推動蒸氣發電系統。１．線槽式系統：直接利用線槽型拋物面聚焦鏡將陽光聚焦，照射在一個置於線焦的集熱管來收集太陽能。此種系統可設計成不同容量的發電裝置，但大多採固定式設計，無法完全追蹤太陽，效率較低。２．集中塔式系統：利用碟型反光面，將陽光聚焦，在焦點處設置發電機系統直接發電。此種系統可以追蹤太陽，但由於碟型反射面構造複雜，所以成本較高。圖3太陽熱能發電系統左：集中塔式右：線槽式二、太陽能發電的運用（一）太陽光電池原理太陽能電池可以把光能轉換成電能，主要構造是利用半導體材料，薄的ｎ型半導體置於較厚的ｐ型半導體上，當光子撞擊

4、該裝置的表面時，ｐ型和ｎ型半導體的接合面有電子擴散，電流即可利用上下兩端的金屬導體將電流引出利用。由於太陽電池產生的電是直流電，因此若需提供電力給家電用品或各式電器則需加裝直/交流轉換器，將直流電轉換成交流電，才能供電至家庭用電或工業用電。太陽電池（solar）cell）產生直流電圖4太陽光電池原理（二）太陽光電池的限制１．材料：一般太陽電池的發電效率在5％～15％之間，因此所接收的太陽輻射能中，有85％～95％無法利用，由於材料特性上的限制，對於結晶矽太陽電池的效率（單晶矽最高為24.7％、多晶矽最高為19.8％），幾乎已經達到最佳的水準。目前比較具有成長潛力的應屬多接面的串疊型太陽

5、電池，預測2005年時，其效率可達40％以上。２．土地：以目前的技術，估計每平方公尺的固定式光電池每年可產生電量約為200度，若要產生全美國的發電總量，則需要約13000平方公里的光電池接收器。由於要避免相互遮陰的影響，實際上需要30000平方公里的土地。大約是台灣土地面積的八成。３．成本：目前太陽電池發電系統的主要問題是裝置成本仍然偏高，每發一度電其成本價格約合台幣10元。４．日夜氣候：地面上所接受到的太陽光，因為受到晝夜、季節、氣候的變化，使得太陽光能量密度低（1kw/m2）且無法連續性使用，使其應用上受到極大的限制。（三）太陽熱能及光能應用範例太陽熱能及光能之應用日益普遍，下列即

6、為目前應用之實例：1.太陽熱能(1)太陽能熱水系統(2)太陽能溫水游泳池(3)太陽能溫室(4)太陽能發電系統2.太陽光能(1)電子產品：計算機、手錶、手電筒、無線電。(2)公共設施：路燈、大眾運輸系統、燈塔、無人氣象站、山中避難小屋。(3)生活科技：太陽能車、太陽能飛機、家用輔助電力。(4)太空科技：衛星、太空船、太空站。（四）太陽能的優缺點及限制1.優點(1)普遍性：太陽光照射的面積散布在地球大部分角落，只有入射角不同而造成的光能有所差異，但至少是自產能源，不必仰賴進口，無所謂的能源危機。(2)永久性：太陽的能量極其龐大，據估計至少有六百萬年的期限。(3)無污染性：現今使用最多的礦物

7、能源，不外乎是污染的問題，使用太陽能則無危險性及污染性。2.缺點(1)能量密度低：需要靠有效的收集與發展高效率的儲能設備才能有效利用。(2)穩定性差：受日夜氣候的影響，太陽的能量不斷的產生變化。(3)裝置成本過高：吸收太陽能的受光面積必須到達一定的規模才能有所成效，因此相對成本提高。貳、風能之現況與未來發展一、風能利用人類使用風能的歷史由來已久，數千年前即已懂得利用風力推動船隻在水面上航行，而約一千年前中國及波斯就已經設計了垂直軸風車，以做為提