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建築淨零耗能 觀念轉型促成能源轉型
2017/06/23 |撰文:鍾嘉雯
 

本文專訪台大黃秉鈞教授,從建築淨零耗能著手,當節能、創能、儲能的概念深植人心,人人都能參與,共築低碳家園。

 
   春末入夏的午後,太陽高掛天上,暑氣已然蒸騰。走上台大工學院頂樓,一片片的太陽能板承接著陽光,在掛滿了太陽能研究資料板的「二代零能屋(ZEH-2)」裡,沒開冷氣,卻有一股涼意襲來,跟一般的頂樓加蓋大不相同。

 

   「零能屋」(Zero Energy House)的設計以遮陽、隔熱技術減少空調使用,採高效率空調機與LED照明技術減少耗能,再搭配太陽能發電和蓄電池,從初代貨櫃屋到第二代組合屋,8坪的空間造價降至百萬元內,成本更低,基本概念始終如一:「低耗能+太陽能=淨零耗能」,傳遞的是台大機械系黃秉鈞教授對能源永續的理想!
 

太陽光電加儲能電池 自發自用不浪費

   1976年,黃秉鈞自美返台,一心投入太陽能研究,經40幾年也不厭倦。在機械系任教至今,工學院屋頂的零能屋、樓梯間照明和5樓的機械系辦公室,都成了他的太陽能實驗場,靠著頂樓多片太陽能板和蓄電設備,打造不論晴雨都能供電的自發電系統。
 

   黃秉鈞設計的光電加蓄電系統,將太陽能板(PV)接到電力調控器與逆變器(Inverter),當光電充足時,可儲進蓄電池裡,或經由逆變器直流轉交流,可直接供電;或是以蓄熱代替蓄電,類似太陽能熱水器的功能,將電能轉成熱水,比蓄電更划算。當光電不足,控制器可自動切換成市電供應,不虞斷電,提供實用的小家庭自發電設計,不將太陽能輸入電網。
 

   在工學院頂樓的示範系統,及胸的電箱裡裝有小型蓄電池、逆變器和切換開關等,都是黃秉鈞和學生一起購買零件組裝而成,若要設計成一般家庭使用,體積還可更小。屋頂上多組系統各自進行不同的實驗,如更換鉛酸電池、鋰電池等不同的蓄電池測試穩定度和成本考量;使用儲能式的空調機將太陽能轉為熱能儲存來替代儲電;太陽能板改造成重置式或掀蓋式的;或是進行小量產的實驗。
 

   最先進的,大概就是所謂「金字塔微電網」的互聯設計了。黃秉鈞解釋,若在太陽光電充足時零能屋沒人、沒有耗用能源,蓄電池充滿後,太陽能板就不能發電而浪費了,但若利用電力調控器將零能屋和樓梯間的系統互聯,可將多餘電力調至樓梯間照明使用,或再往下接到系辦公室,透過控制器的自動調度,形成小型的金字塔微電網,提升發電效益。(文章節錄)