淡江大學覺生紀念圖書館 (TKU Library)
進階搜尋


  查詢圖書館館藏目錄
系統識別號 U0002-1207200615510300
中文論文名稱 綠建築節能設計及電力品質之研究
英文論文名稱 Design Issues of Energy Conservation for the Power System and Power Quality Analysis in Green Buildings
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 電機工程學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Electrical Engineering
學年度 94
學期 2
出版年 95
研究生中文姓名 鍾振聲
研究生英文姓名 Cheng-Shen Chung
學號 791350100
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2006-06-21
論文頁數 113頁
口試委員 指導教授-蕭瑛東
委員-劉志文
委員-劉志文
委員-陳昭榮
委員-黃培華
委員-蕭瑛東
中文關鍵字 電力系統  能源管理  電力品質  綠建築 
英文關鍵字 Power system  energy conservation  power quality  green building 
學科別分類 學科別應用科學電機及電子
中文摘要 近年來國際原油價格一直持續升高,高價格能源時代已經來臨,台灣的能源絕大部分仰賴進口。在全球經濟持續發展之情況下,石油的使用量只會提高不會減少,因此多數開發國家二氧化碳的排放量有增無減。因應全球二氧化碳的排放量有增無減,聯合國環保人士經多年的努力,終於在1997年產生具法律約束力的「京都議定書」(Kyoto Protocol)。京都議定書並於格林威治時間2005年2月16日生效,完全限制全球各國二氧化碳的排放量,台灣的二氧化碳的排放量在京都議定書也被限制其中。如何節約能源減少台灣的二氧化碳的排放量,尤其是台灣的建築產業耗能所排放的二氧化碳排放量,佔台灣總排放量的約30%,因此如何設計節能的建築物,是台灣立即應重視的問題。
本研究主要介紹綠建築電力系統節約能源控制設計之主要因素、控制及設計有效方法。在因應未來能源短缺的時代,設計綠建築為未來節約能源的潮流之一。建築物日常節約能源的方法很多,主要方法之一為電力系統之節約能源控制設計。文中探討建築物日常節能之方式,尤其是台灣日常生活的電器產品使用量非常高,在不影響生活品質之下,提出節能自動化控制設計之有效方法。任何建築物中,日常用電量最多為照明、動力及空調系統,其中照明及空調系統的耗能量又佔建築物之耗能量絕大部份。因此本文針對建築物之需求,利用照明、節約能源的電器產品及太陽能電池之特性,提出一些照明及空調系統控制自動化設計方法,在台灣用電量日漸吃緊情況之下,可設計電力耗能量少之建築物。
但是有些事情是無法十全十美,在大量使用節約能源的電器產品之下,電力品質將會大受影響,這問題將會在未來一一浮現出來。如何在節約能源及電力品質兩者兼顧之下,文中最後提出一些探討分析,供日後建立節約能源及電力品質評估指標的依據。
英文摘要 The international crude oil price has been rising continuously in recent years. A high price energy era will come. Taiwan relies mostly on imports for its energy sources. While global economy is constantly evolving, the consumption of petroleum will only be increased and will not be reduced, so the emission of carbon dioxide for most developing nations is also constantly growing. Because of this, the environmental protection advocates of the United Nations produced the legal-binding Kyoto Protocol. Kyoto Protocol became effective on February 16, 2005, Greenwich Mean Time, completely limiting the emission of carbon dioxide in various countries. The emission of carbon dioxide in Taiwan is also limited by the Kyoto Protocol. The carbon dioxide emission from the building industry accounts for about 30% of total emission in Taiwan, so how to design energy-conserving buildings is the question that Taiwan should pay attention to immediately.
This study mainly focuses on the main factors of the power systems in green buildings, as well as the methods to control and design the power systems. Designing green buildings is one of the major trends to conserve energy in the future. There are many methods to conserve daily energy in buildings, and one of the main methods is to control and design energy conservation of the power system. This study discusses various ways to conserve daily energy for buildings. Because the usage of electronics is particularly high in Taiwan, this study aims to propose effective methods that offer automated ways to conserve energy, without affecting our daily lives. For any building, lighting and air conditioning account for most of the energy consumption; therefore, this study proposes automated ways to design and control these two parts by utilizing solar power.
However, nothing can be perfect in every aspect. As the numbers of energy-conserving products goes up, the quality of electricity will be greatly impacted. Problems and concerns will emerge in the future. At the end of the study, the researcher offers discussion about how to conserve energy while keeping the quality in line, for the purpose of future evaluation and reference.
論文目次 目錄

中文摘要…………………………………………………………Ⅰ
英文摘要…………………………….……………………………Ⅱ
誌謝……………………………………………………………….Ⅳ
目錄…………………………….…………………………………Ⅴ
圖目錄………………………………………………………….Ⅶ
表目錄……………………………….……………………………Ⅸ
附錄目錄………………………………………………………….Ⅹ

第一章 緒論……………………………….………………………1
1.1 研究動機及背景……………………………….………1
1.2 研究目的……………………………….………………6
1.3 論文架構……………………………….……………….7
第二章 照明系統節約能源控制設計…………………………...10
2.1 簡介……………………………….…………………...10
2.2 照明系統光源種類……………………………….…...11
2.3 照明系統照度 ……………………………….………..15
2.4 照明系統節能設計……………………………………17
第三章 空調系統節約能源控制設計…………………………32
3.1 簡介……………………………….…………………...32
3.2 空調系統節約能源控制設計…………………………33
3.3 空調系統與再生能源熱泵節約能源控制設計………45
第四章 動力監控系統節約能源控制設計……………………50
4.1 簡介……………………………….…………………...50
4.2 最大需量監視控制裝置系統…………………………51
4.3 動力監視控制系統……………………………….…...66
4.4 能量轉換電力系統……………………………….…...72
第五章 太陽能電池設計及電力節約能源下電力品質探討.......77
5.1 簡介……………………………….…………………...77
5.2 太陽能系統與燃料電池………………………………78
5.3 節約電能下電力品質之探討…………………………88
第六章 結論……………………………….…………………..…94
6.1 結論……………………………….…………………...94
6.2 未來研究發展方向……………………………….…...95
附錄……………………………….………………………………96
參考文獻…..…………………………….………………………109

圖目錄

圖2.1 傳統電燈開關控制圖………………………………………………21
圖2.2 紅外線感知開關配線控制圖………………………………………21
圖2.3 二線式集中開關控制圖……………………………………………22
圖2.4 傳統電燈開關控制配置圖…………………………………………23
圖2.5 紅外線感知開關配線控制配置圖…………………………………24
圖2.6 間接自然光利用控制流程圖………………………………………25
圖2.7 平均照度計算燈具配置圖…………………………………………30
圖2.8 重點照度計算燈具配置圖…………………………………………31
圖3.1空調溫度感應器控制流程圖………………………………………45
圖3.2空調系統與再生能源熱泵熱水器系統圖…………………………46
圖3.3空調系統與再生能源熱泵熱水器平面圖…………………………47
圖4.1需量時段內的有效電力的平均值 …………………………………54
圖4.2最大需量監視控制裝置架構圖……………………………………55
圖4.3最大需量監視控制裝置單線圖……………………………………56
圖4.4負载率示意圖………………………………………………………58
圖4.5瞬時電力圖…………………………………………………………61
圖4.6預測需量成長率圖…………………………………………………61
圖 4.7 依據現在及過去特定時段定為15分鐘用電量預測需量圖 …… 62
圖4.8依據現在時段電量來預測需量圖…………………………………62
圖4.9最大需量監視控制裝置流程圖……………………………………64
圖4.10動力系統節約能源控制架構圖……………………………………67
圖4.11動力系統節約能源控制界面圖……………………………………68
圖4.12典型動力系統節約能源控制單線圖………………………………69
圖4.13典型電氣設備總開關箱裝設電容器及自動功率因數調整器單線圖 ……………………………………………………………………71
圖4.14小水力發電再生能源系統圖……………………………………76
圖5.1典型太陽能發電獨立型系統架構示意圖…………………………80
圖5.2太陽光電發電併聯型系統架構示意圖……………………………81
圖5.3太陽光電發電緊急防災(混合型)型系統架構示意圖……………82
圖5.4太陽能供電系統控制架構圖………………………………………83
圖5.5太陽能供電系統控制單線圖………………………………………84
圖5.6太陽能玻璃窗立面例圖……………………………………………88
圖5.7電氣設備基本波及第三諧波組成之波形…………………………92
圖5.8電氣設備所產生第三諧波之波形…………………………………92
圖5.9諧波之波形改善後所剩下基本波圖………………………………93

表目錄

表1.1 2004年~2009年全球各地區人口數量表 …………………………2
表1.2 2004年~2005年全球各地區原油消耗年度增加數量表……………3
表2.1光源效率之比較表(1)………………………………………………13
表2.2光源效率之比較表(2)………………………………………………14
表2.3 T5型日光燈管與傳統日光燈管效能比較表………………………19
表3.1窗型冷氣機能源效率比值標準對照表……………………………35
表3.2箱型冷氣機能源效率比值標準對照表……………………………36
表3.3空調系統冰水主機能源效率標準 …………………………………37
表3.4變頻式空調系統與中央空調系統及定頻分離式空調系統比較表
……………………………………………………………41
表3.5熱泵熱水器與其他系統熱水器節能比較表………………………48
表3.6太陽能熱泵熱水器與電能熱水器節能比較表 ……………………49
表4.1最大需量監視控制裝置使用前後電費比較表 ……………………65
表4.2建築物動力系統節能控制自動化設計成果表 ……………………71
表5.1一般常用日光燈諧波值……………………………………………90
表5.2電力品質污染源及改善對策………………………………………91

附錄目錄

附錄一 CNS住宅照度標準(1)……………………………………………96
附錄一 CNS住宅照度標準(2)……………………………………………97
附錄一 CNS住宅照度標準(3)……………………………………………98
附錄二 CNS辦公室照度標準……………………………………………99
附錄三 CNS學校照度標準………………………………………………100
附錄四 CNS工廠照度標準………………………………………………101
附錄五 台電低壓電價表…………………………………………………102
附錄六 九十五年時間電價日曆表………………………………………107
參考文獻 [1] 沈震宏,2005年原油及石化產品展望,中國石油公司石化事業部,2005年
[2] 內政部建築研究所,http://www.cpumi.gov.tw
[3]《聯合國氣候變化框架公約》京都議定書(Kyoto Protocol TO The United Nations Frame Work Convention ON Climatechange),1997年
[4] 台灣電力公司 http://www.tai.power.com.tw
[5] 綠建築解說與評估手冊2005更新版,內政部建築研究所,2005年
[6] 綠建築解說與評估手冊2003更新版,內政部建築研究所,2003年
[7] CNS中國國家標準,經濟部中央標準局
[8] 建築物節約能源設計技術規範1995,營建雜誌社,1995年
[9] 李希聖,空調節能技術,徐式基金會,1995年
[10] 如何採用需量儀控裝置降低負載最高需量,以節約電能成本,台灣電力公司
[11] 詹益亮,曾文良與鍾國光,”電力需量監控系統及其效益評估”,節約能源論文發表會,工業技術研究院能源與資源研究所,第1~11頁,民國86年
[12] 經濟部能源局 http://www.moeaboe.gov.tw
[13] 張立德,牟季美,奈米材料和奈米結構,滄海書局,2002年
[14] 芬蘭諾基亞電容器有限公司,2006年
[15] 江榮城,電力品質實務應用,台灣電力公司,民國89年
[16] Q. Ma, R.Z. Wang, Y.J. Dai, X.Q. Zhai, “Performance analysis on a
hybrid air-conditioning system of a green building”, IEEE Energy
and Buildings 38, pp.447-453, 2006.
[17] Alexander Domijan, Jr., Member, IEEE,“A Study and Evaluation of Power Electronic Based Adjustable Speed Motor Drives for Air Conditioners and Heat Pumps with an Example Utility Case Study of the Florida Power and Light Company”, IEEE Transactionsons on Energy Conversion, Vol. 7, No. 3, pp.396-404, September 1992.
[18] C. Y. Chang, C. J. Wu, C. T. Chang, C. H. Lin, J. L. Yen, T. G. Lu,
W. C. Chang, “Experiences of Direct Load Control Using Ripple
Signals in Taiwan Power System”, Proceedings of the 4th International
Conference on Advances in Power System Control, Operation and
Management, APSCOM-97, pp.591-596, Hong Kong, November 1997
[19] John W. Shaffer, “ AIR CONDITIONER RESPONSE TO
TRANSMISS ON FAULTS”, IEEE Transactions on Power Systems,
Vol. 12, No. 2, pp.614-621, May 1997
[20] 郭柏巖,住宅耗電實測解析與評估系統之研究,博士論文,國立台
灣大學,民國九十四年
[21] 許倍郡,台灣地區典型綜合大樓之節能分析,碩士論文,國立中山大學,民國九十三年
[22] 王振如,大專院校生態環境基礎研究--用電耗能、綠化與保水,碩士論文,國立成功大學,民國九十一年
[23] 龍建儒,獨立運轉型太陽光能發電系統之研製,碩士論文,國立台灣科技大學,民國九十三年
[24] 綠建築設計技術彙編2001,內政部建築研究所,2001年
[25] 國民中小學綠建築設計手冊2002,內政部建築研究,2002年
[26] 中央空調系統節能改善工程應用與實例分析,內政部建築研究,2005年
[27] 綠色廳舍改善計畫成果簡介,內政部建築研究,2004年
[28] 綠建築設計技術彙編,2005年更新版,內政部建築研究,2005年
[29] 林憲德,建築空調系統節能設計,詹氏書局,民國86年
[30] 李碩重,照明設計學,全華科技,民國93年
[31] 許招墉,照明設計實務入門,全華科技,民國91年
[32] 陳明德,中央監控-建築物管理系統,全華科技,民國93年
[33] 賴耿陽,監視控制系統技術,復漢出版社,民國90年
[34] 智慧建築解說與評估手冊,內政部建築研究,2003年
[35] 鄭開傳,水力發電,中國電機工程學會,民國82年
[36] 朱書麟,水力發電工程,中國土木水利工程學會,民國80年

[37] 儲冰式空調系統,台灣電力公司電力綜合研究所,1990年
[38] 江榮城,電力諧波實務與計算,電機月刊2001年11月號,第258~281頁,民國90年
[39] 江榮城,電力品質實務(一)算,全華科技,民國90年
[40] 賴耿陽譯,日本太陽エネルギー學會編,太陽能基礎與應用,復漢出版社,1990年
[41] 孫清華譯,日本電池公司編,可充電電池技術大全,全華科技,2003年
[42] 周宏亮,吳晉昌,吳坤德,蔡文蔭,”TCP/IP在太陽能發電系統遠方監測之應用”,2003年中華民國電力研討會,第1671~1675頁,民國92年
[43] 莊嘉琛譯,太陽能工程-太陽電池篇,全華科技,2003年
[44] 劉安平譯,國際能源署編,光伏電池在建築物上之應用,科技圖書,2003年
[45] 蕭瑛東,鍾振聲,伍哲民,”綠建築電力系統節能設計”,2003年中華民國電力研討會,第1666~1670頁,民國92年
[46] 蕭瑛東,鍾振聲,伍哲民,”綠建築節能控制自動化設計”,2004年中華民國自動控制研討會,第365~370頁,民國93年
[47] 蕭瑛東,鍾振聲,黃國真,’綠建築電力系統節約能源控制設計”,節約能源論文發表會,第84~93頁,民國93年


論文使用權限
  • 同意紙本無償授權給館內讀者為學術之目的重製使用,於2006-07-17公開。
  • 不同意授權瀏覽/列印電子全文服務。


  • 若您有任何疑問,請與我們聯絡!
    圖書館: 請來電 (02)2621-5656 轉 2281 或 來信