汽 車 太 陽 能 天 窗

1. 汽 車 太 陽 能 天 窗 班級：車輛三乙 學號：49615916 姓名：邱柏諺 老師：吳宗霖

2. 目錄 • 摘要……………………………………1 • 現況……………………………………2~6 • 結構……………………………………7 • 優點……………………………………8~9 • 實用……………………………………10 • 國內外太陽能發展……………………11 • 太陽能天窗電路圖……………………12 • 國內國人自製之太陽能天窗架構……13 • 實體圖…………………………………14~15

3. 摘要 目前在很多高檔轎車上，太陽能天窗已經開始使用，可以說它是應用在量產汽車上最“平易近人”的新科技。太陽能作為清潔無污染的可再生能源，已經在各行各業上得到了廣泛的應用。可以預見的是，汽車太陽能天窗將隨著科技的不斷進步而將自身功能越發完善和提升。而在未來的汽車上，我們看到的將不只是太陽能天窗，或許還有太陽能車頂、太陽能車身等等，而且這一汽車新科技的運用也將從豪華轎車逐步走向普通家庭用車，也許在不久的將來，我們自家的汽車上也能出現更多更好的太陽能科技。 1

4. 現況 • 替代能源因石油枯竭、全球暖化而日益迫切。因此，儘管現階段太陽能成本昂貴，德、日、美等國家仍不惜以獎勵補助方式推廣應用，過去五年，太陽能的需求每年都有兩位數的成長。 歐美市場崛起，台灣太陽能業者茂迪、益通及更多新進廠商如旺能、昱晶，也迅速在全球供應鏈搶占一席之地。 • 據估計，替代能源在二○二○年前將可一舉超越石油，也就是說，太陽能產業的景氣才剛開始。 「油電混合（Hybrid）車一個月大概只須加一次油，如果再加裝太陽能天窗，未來汽車可能半年才須加一次油，到時候，民眾恐怕將不再需要加油站，因為，大家只要在汽車開進保養廠的時候順便加油就可以了！」益通光能總經理蔡進耀興奮地說。 不再需要加油站？聽起來似乎過於誇張，不過，太陽能的應用確實日益廣泛。 • 目前，台灣民眾最常見的大多是馬路旁的太陽能路燈、交通號誌、旅遊用的太陽能背包，以及裝設太陽能板的商辦大樓，但在國外，太陽能則更普遍進入家庭生活之中。 2

5. 過去五年來，太陽能的需求都以兩位元數的幅度成長，關鍵在於太陽能具備解決高油價問題的功能，又可達到環保、節能的效果，相較於風力以及水力發電等其他替代能源，太陽能更有不受地形限制的優勢。因此，儘管太陽能的設備昂貴，日本與歐美先進國家政府採用租稅抵減及政策補貼的案例還是越來越多。 其中，德國政府用三倍於傳統電力的價格，購買太陽能系統所產生的電力，影響最深遠。西班牙、義大利及美國等先進國家都參考德國作法，制定法規獎勵民眾在自家樓頂裝設太陽能板。 以往太陽能景氣榮枯與油價波動關係非常緊密，不過，「現在太陽能景氣直接受油價高低影響的現象已經出現變化。」 • 舉例來說，以往僅有原料廠及設備商等上、下游供應鏈，得利於太陽能產業迅速崛起，現在，美國政府推出一項前所未有的商業模式，讓民眾幾乎不用花費一毛錢，就可以在自家樓頂裝設太陽能板，同時還能達到促進太陽能產業與就業機會的效果。 • 日前特地前往美國Sun Edison公司考察的蔡進耀說，美國聯邦政府目前對於裝設太陽能設備的補助約為三成，包括加州及夏威夷等地方政府還額外補助另外的費用，SunEdison則協助民眾以及公司行號安排摩根士丹利（Morgan Stanley）等金融機構貸款，還款來源則是這些設備未來發電之後賣回給電力公司的收入，至於SunEdison則從賣出的設備獲取利潤。 3

6. 這是一個創造政府、民間以及業者三贏的新商業模式。這個模式，不僅僅打破了長久以來太陽能產業難以商業化的迷思，也讓「第二梯隊」的太陽能產業應運而生。 目前，除了美國民眾出租屋頂讓SunEdison的設備「曬」太陽以外，就連Wal-Mart（沃爾瑪）、Costco（好市多）、Target以及奇異（GE）等知名大型連鎖賣場與企業，也樂得與SunEdison合作，除了這些連鎖賣場裝設的太陽能屋頂對於形象有正面助益以外，更重要的是，這些新裝設的屋頂不但無須花費額外開支，還可以讓這些大企業省下一筆為數可觀的電費。 • 去年美國的太陽能市場雖然不到全球的一成，不過，在政府及民間積極推展的情形下，「未來二到三年，美國勢必成為全球最大的太陽能市場。」蔡進耀與蔡文惠異口同聲地說。 值得注意的是，一九九五年時，全球最大的太陽能廠商是BP（英國石油），五年後，這頂桂冠被日本的夏普（Sharp）拿走，到了二○○五年，德國的Q-Cell已經躥升到全球第二位。 4

7. 這個產業正在洗牌當中，二○一○年時，全球最大的太陽能廠商可能會變成美國的SunPower或SunEdison。 目前，日本家庭是全球使用太陽能比率最高的國家，德國以及美國則是後起之秀。至於台灣由於再生能源法案尚未通過，目前太陽能板多裝在公家機關、學校、博物館以及醫院等機構，類似台達電願意主動花錢在南科廠辦大樓屋頂加裝太陽能板的企業，則是少之又少。 • 至於一般住宅裝設太陽能設備的比率更低，主因在於一般住宅都過於擁擠，且台灣的透天厝屋頂是平的，不適合安裝，就算是安裝了太陽能板，剩下來的電力也不能賣回給台電。「如果光從經濟效益的觀點考量，民眾安裝太陽能板的意願恐怕很低。」 • 台灣內需市場未能對產業發展帶來助益，不過，由於太陽能產業技術與原料，和台灣科技業最擅長的半導體相當類似，在歐美市場快速崛起後，除了既有的業者茂迪、益通立即受惠之外，新進的廠商如旺能、昱晶也迅速複製茂迪的營運模式，在這個暴紅的產業卡位成功。其中，昱晶成立迄今雖不到兩年，目前在興櫃的股價已經高掛二百元，緊跟在茂迪與益通之後。 5

8. 供應太陽能原料的綠能，目前在興櫃的股價更達二八○元，成為大同集團的金雞母。 眼看太陽能產業的商機迅速成長，投入這項產業的公司更如雨後春筍般冒了出來，據估計，台灣投入太陽能電池產業的公司已經從外界熟知的茂迪與益通兩家，快速膨脹到現有的九家，顯然，這個產業的技術已經相當成熟，甚至只要有錢就可以購買機器設備，對方還負責把生產技術從頭到尾教到會。 • 既有的廠商擴增產能更是積極，其中，茂迪與益通今年產能估計都將成長一倍，預料茂迪的全球佔有率將從第七名晉升到第五位，至於動作較快的昱晶更是大膽與美國原料供應商MEMC一舉簽下十年上千億元的採購合約。 大手筆的投入看起來似乎是商人愛拚才會贏的一貫手法，據估計，全球太陽能電池廠已經多達八十五家。問題是，由於下游擴張的速度實在太快，但上游矽土（全球約十家）以及長晶廠（全球約十八家）產能增加速度相對較慢的情形下，原料供不應求的問題越演越烈。其中，矽土每公斤從二○○三年的二十美元飆漲到目前的二百至三百美元，漲幅高達十倍。 受此衝擊，太陽能電池廠的毛利率逐步走低，也就是說，供應鏈已經演變成上肥下瘦的狀態。 6

9. 結構 • 這種太陽能天窗是在汽車天窗的玻璃下方設置有太陽能電池，太陽能電池與設置的控制單元輸入端相連接，輸入端連接車輛空調系統的溫度感測器，同時輸入端還與蓄電池和點火器相連接。玻璃下方的太陽能電池吸收太陽能，經汽車天窗控制單元可對蓄電池進行充電，保證蓄電池的電能充足，同時延長蓄電池的使用壽命。 • 有的車型太陽能天窗可以在陽光充足時利用太陽能將鼓風機運轉，將車內外空氣進行交換，不消耗電能和其他能量，但住車通風和住車加熱則需要消耗電瓶電能，住車加熱還要消耗部分燃油。有的太陽能天窗則只將一部分能源供給天窗系統去用，當住車時太陽能天窗就不會給予其他額外的支援。 • 這款光電玻璃和傳統隔熱玻璃一樣，分為內外兩層，但外層由多片長方型小單元組成，每個小單元都附有太陽能電池，設置於外層玻璃的塑膠稜鏡會將日光反射至電池，並讓熱氣散失。 7

10. 優點 • 在夏天高溫天氣裏，汽車在烈日下停車熄火，完全沒有能源供給時，能自動調節車內溫度。 • 內置在天窗內部的太陽能集電板依靠陽光所產生的電力，經過控制系統來驅動鼓風機，將車廂外的冷空氣導入車內，驅除車內熱氣，達到降溫的目的。當駕駛者及乘員再打開車門及坐在座位上，不會感覺熱浪襲人、悶熱難耐，汽車的空調系統可以在最短時間內將車內溫度降至舒適的程度。 • 改善車內的空氣狀況，冬天也可以減少車內前擋風玻璃的結霜。 • 太陽能天窗的運作持續將車廂內熱空氣排出，可以延長各類塑化、皮革製品及電子產品之使用壽命。 8

11. 太陽能天窗的汽車駕駛室內的溫度最高降低20℃。本實用新型是─種太陽能汽車天窗智慧控制器，屬可再生能源技術應用領域。太陽能天窗的汽車駕駛室內的溫度最高降低20℃。本實用新型是─種太陽能汽車天窗智慧控制器，屬可再生能源技術應用領域。 • 發明目旳是利用太陽能和單片機及軟體技術，使太陽能天窗提供能源，調節車內溫度，或給汽車蓄電池充電。智慧控制器單扳機２Ｃ５０８／５０９，電流檢測ＬＭ３９ＩＣ３Ｉ，由三端穩壓器ＩＣ１和儲能器件Ｃ１、Ｃ２及二極體Ｄ６組成穩壓電源。積極效果表現在停車後拔出汽車開關Ｓ發動機停止轉動後，太陽能電池供電系統啟動，驅動汽車空調鼓風機Ｍ１及製冷器ＣＬＲ１。利用太陽能供電，節能降溫，十分有效減少le汽車內由熱所產生的“孤島”效應。 • (註)孤島效應：獨立供電，因為電力的供給與負載的需求無法平衡，這時候的分散式電源系統僅供給局部負載的現象卽是孤島效應。 9

12. 實用 • 生耀光電將把太陽能系統應用到汽車天窗，汽車停止時，透過太陽能系統的獨立電流啟動車上的空調系統散熱，可以使車內溫度降低20%，提高汽車的舒適度，且因為使用的電力來自太陽能的獨立系統，可節省油耗，提高汽車的安全性。且為了強化產品應用面領域,生耀未來將生產車用太陽能天窗，能讓汽車在酷熱天氣下乙太陽能啟動冷卻系統，大幅降低車內溫度。另一方面，透過太陽能天窗所發的電力，也能用來使用車用 DVD、音響等設備，而不再需要發動汽車，對於省油和環保都有效果。 • 目前國內銷售的車型當中，賓士E級，奧迪A8、A6L、A4、途銳等部分車型都已配備了太陽能天窗，但並不是所有車型的太陽能天窗都能達到理想的降溫效果。新奧迪A6L太陽能天窗可以在陽光充足時利用太陽能將鼓風機運轉，將車內外空氣進行交換，不消耗電能和其他能量，但住車通風和住車加熱則需要消耗電瓶電能，住車加熱還要消耗部分燃油。而奧迪A4的太陽能天窗好處只是將一部分能源供給天窗系統去用，當住車時太陽能天窗就不會給予其他額外的支援。 10

13. 國內外太陽能發展 • 1 德、法交界的機場利用空地設置太陽能發電系統。 • 2 台南縣虎頭埤風景區內的太陽能電動環保船。 • 3 太陽能高爾夫球車。 • 4 玉山國家公園的梅山遊客中心，利用太陽能發電作為路燈電力來源。 • 5 電話亭也可以使用太陽能。 • 6 加拿大學生設計參加太陽能船競賽的作品。 • 7 美國丹佛市的太陽能路邊停車收費系統。 11

14. 太陽能天窗電路圖 12

15. 國內國人自製之太陽能天窗架構 13

16. (太陽能天窗打開圖)↑ (零件圖)↑ 14

17. ←(圖：太陽能天窗實車上視圖) (圖：實車圖)→ 15

18. 信昌機械提高汽車的能量-太陽能汽車天窗產品信昌機械提高汽車的能量-太陽能汽車天窗產品 • 《今周刊》538期 • 汽車太陽能天窗——環保節能新科技 • 創新、環保、新科技 汽車太陽能天窗 • 太陽能天窗 修改電路圖

19. 謝 謝 報 告 完 畢