認識能源

1. 認識能源

2. 能源是什麼? • 能源是宇宙的推動力，是系統作功能力的量化特性，能源可以是動能、位能、熱能。 動能 位能 熱能 • 能源的形式有很多(例如熱力、電力等)，而且一種能源形式可以轉化成另一種形式。

3. 能源與我們生活的關係 • 生活中食、衣、住、行、育、樂樣樣都和能源關係密切 • 我們的生活離不開能源 • 文明程度越高對能源的依賴越高 • 臺灣的能源仰賴進口，其中石油佔54％、核能8％、煤炭37％，可以改變嗎?

4. 能源的種類

5. 水力能 由於全球的水份循環是由太陽的能量來推動的，故水力發電亦被視作可再生能源的一種。太陽的熱力將海水蒸發，再變為雨，然後落在河流中，最終返回大海。 最早水力發電廠是1881年利用美國尼加拉大瀑布發電的

6. 海洋能—潮汐發電 • 利用週期性的潮汐變化，潮汐能發電廠所產生的能量會因時間和地點而有所不同，不過，潮汐能在數量和產生時間上通常都極容易預計。 • 人們會在海灣處築起堤堰或水壩，以攫取潮汐能。在潮漲時，海水會經水閘流進被圍起的盆地，水閘會隨即關上，當海水由堤堰退卻，堤堰內外便會產生水位差距。當海那邊的水位進一步下降，而堤內的水位進一步上升時，只要經過傳統的渦輪將盆地內所貯存的水放掉，便能產生電力。

7. 海洋能—潮汐發電

8. 海洋能—溫差發電 • 主要是利用表層海水與深層海水的溫度不同來進行發電。需抽取表層溫度較高的海水，使熱交換機內的低沸點液體〈例如氨〉沸騰為蒸氣，然後推動發電機發電，再將其導入另一熱交換機，使用深層海水將其冷卻，如此完成一個循環。

9. 海洋能—波浪發電 波浪能量非常大，有時可以大到破壞數千噸碼頭或防波堤，如此巨大能源善加利用對人類能源多元化來源必有貢獻。

10. 海洋能—洋流發電 臺灣東部一年四季都有穩定向北流的溫暖黑潮洋流經過， 距離綠島僅3km黑潮寬度150m流速1m/s ，具有極高的開 發潛力。

11. 地熱能 • 地熱能是由地殼抽取的天然熱能，這種能量來自地球內部的熔岩，並以熱力形式存在，是引致火山爆發及地震的能量。地球內部的溫度高達攝氏7000度，而在80至100公哩的深度處，溫度會降至攝氏650度至1200度。透過地下水的流動和熔岩湧至離地面1 至5公哩的地殼，熱力得以被轉送至較接近地面的地方。高溫的熔岩將附近的地下水加熱，這些加熱了的水最終會滲出地面。運用地熱能最簡單和最合乎成本效益的方法，就是直接取用這些熱源，並抽取其能量。

12. 風能的應用 風力發電機柱高80m,葉片長40m ，風機間隔150-300m,風速達2-3m/s即具有發電的效能。

13. 風力發電的特色 國內風力發電應用現況 • 1991澎湖七美島 • 1996彭佳嶼氣象站(風力與太陽光電混合系統) • 2000.11雲林麥寮六輕 • 2001澎湖中屯 • 2002竹北正隆紙廠 • 新北市石門場 • 桃園大園觀音廠 • 新竹縣香山廠 • 大台中龍井廠 • 彰化縣彰濱工業區廠 • 屏東縣恆春廠 • 減少化石能源消耗 • 潔淨能源不排放污染物 • 具觀光效益 • 不傷害飛行鳥類 • 取之不盡用之不竭 • 道地自產能源 • 提供就業機會

14. 生質能—生質柴油來源 利用大豆、油菜花、向日葵及棕櫚等植物油，或是回收食用油為原料，經過轉酯化反應（trans-esterification）及中和、水洗及蒸餾等純化程序所生產出來的油品。

15. 生質能-柴油

16. 生質能-柴油

17. 生質能-生質酒精 生質酒精被認為是零碳的能源，因為它的原料來自植物吸收CO2所產生，燃燒後產生的CO2回歸大氣中，所以CO2淨排放沒有增加。

18. 生質能-生質酒精

19. 生質能-纖維酒精 以酵素分解木質素或纖維素成單糖即可發酵成生質酒精 ，可避免糧價上漲與糧慌。美國是最大生產國，巴西其 次，巴西因生產生質酒精改變對進口能源依賴程度。

20. 氫氣能 • 氫是宇宙中最多的一種元素，佔所有物質的90%以上。氫是地球表面上第三多的元素，可於水及所有有機物質中找到。在正常的氣態下，氫是無色、無味、無臭、無毒的，與其他普通的化石燃料不同。氫在空氣中燃燒時會產生一些氮氧化物，但由於沒有碳的成份，故比燃燒普通碳水化合物燃料(例如汽油及柴油)產生較少污染物，且不會導致全球氣溫上升。氫亦可用作燃料電池的基本燃料。

21. 燃料電池 最初，燃料電池是為美國的太空計劃而發展的。燃料電池將氫氣和氧氣混合，產生直流電和水(電解的相反過程)。燃料電池的結構和操作方法跟電池差不多，但經特別設計，以減低電極的損耗，並不斷補充作用物。

22. 廢棄物產生的能源 • 城市的固體廢物包括住宅及商業垃圾，在工業化國家的垃圾當中，大部分為固體廢物。由於不少國家的堆填區空間越來越少，故如何處理固體廢物引起極大關注。現時，我們主要以三種方法把固體廢物轉化為熱力或電力，即燃燒、由垃圾產生燃料、沼氣。這三種方法均由有機物質產生能源，即使不這樣做，這些物質亦會自然轉化為甲烷或二氧化碳。因此，有人認為以垃圾產生能源並沒有令溫室效應增加。

23. 太陽光發電科技發展史 • 1954年 Bell Labs發展出矽太陽電池 (Chapin等人，轉換效率約6%) • 1958年 開始太空應用(GaAs) • 1970年 開始太陽光發電系統地面應用(Si) (能源危機) • 1976年 Carlson製作出第一個非晶薄膜太陽電池 • 1980年 消費性薄膜太陽電池應用(a-Si, CdS/CdTe) • 1990年 與公用電力併聯之太陽光發電系統技術成熟(Grid-Connected PV System, Si) (電力電子技術) • 1992年起 歐美、日各國推動PV補助獎勵 • 2000年 建材一體成型太陽電池應用(BIPV)

24. 太陽電池構造與發電原理 太陽能板所產生的電為直流電，要使用在民生電器產品上要經過交直流轉換即可

25. 太陽能的應用

26. 太陽能的應用 太陽能熱水器 碟型太陽能收集器

27. 太陽光電板架設原則 二、避免遮陰 架設太陽光電板的場地周圍，須避免高樓、樹林或其他有可能遮蔽太陽光照射太陽光電板的高物遮蔽物，以利太陽光電板可以完全的接收太陽光達到最大的發電效益。 一、仰角23.5 • 由於台灣位於北回歸線上，而北回歸線緯度為北緯23.5度。 • 太陽由東方升起後，行進的軌跡會在台灣的南方，所以架設太陽能光電板將板面朝南可以得到最大效益。 • 而因為位於北緯23.5度，所以將板面仰角設定為23.5度可以得到最大日照效益。

28. 常見的太陽電池及模板外觀