獨立型太陽能LED照明系統之性能研究

Investigation of the Independent Photo-Voltaic LED Illuminated System

許家豪(Chia-Hao Hsu)

指導教授 ： 陳希立

國立臺灣大學/工學院/機械工程學研究所/碩士(2007年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2007.00574

摘要

隨著人類文明發展愈來愈高，對於能源的仰賴亦愈來愈大，而現代經濟的發展規模，完全取決於能源的使用與運用技術的進步。而近幾年來，由於能源的短缺與環保意識的抬頭，漸漸加快了再生能源研究的腳步。利用太陽能電池發電，配合以節能為特點的LED，合併應用為獨立型照明系統，不但電力自給自足、降低維修成本，並且還可增強夜間照明的續航力。
　　本研究之第一部分即利用獨立型太陽能LED照明系統來做長時間測試，藉由實驗數據的分析，進而改善系統的效能及穩定度。而在實驗數據的分析方面，除了將長時間測試的結果做一整理討論以外，更提出天候對於系統蓄電效率之影響，而為了增進系統的蓄電效率，本研究也提出了幾項改善的方法。若欲使系統的照度進一步提升，勢必要使用更高功率的LED，隨著功率的提升，散熱量的需求也隨之增加。於是本研究之第二部分即利用理論分析的模式，針對熱沉計算出其各部位的結構以及幾何形狀大小分別對於整體熱傳性能有何影響，而藉由改變熱沉參數，求得一修改後設計，將此設計結果與原設計相比較，於256W加熱功率下，熱沉熱阻可下降約0.1oC/W。

關鍵字

太陽能電池 ； LED ； 鰭片最佳化

並列摘要

As the better human civilization developed, the much dependence on resource of energy increased. The progression of present economic is completely in accordance to the utilities of energies and advance of technologies. In the recent years, the deficiency of energy and appearance of eco-awareness fasten the researches for renewable energy. Using solar cell to generate electricity and combining with LED which is characterized by saving energy to be an independent Illuminated System, which could not only support self-sufficient power and lower maintenance costs but also extend the time of night lighting.
　　The first part of this research is the long-term experiment in an independent Photo-Voltaic LED illuminated System. The author dedicates to improve the efficiency and stability of the system experimentally. The results of the long-term test are evaluated. Besides, the weather effects on charging efficiency are also presented. In order to promote the charging efficiency of system, this study proposes some reform methods recommended. The system should employ high powered LED to achieve high luminance. Thus, the requirement of cooling will be raised as well. Therefore, the second part of this research is based on theoretical analysis to evaluate the influences of heat sink geometrical parameter on the thermal capacity. This study presents a set of geometrical parameters which could achieve a lower 0.1oC/W of heat sink resistance at 256W than the original design.

並列關鍵字

Solar cell ； Photo-Voltaic LED Illuminated System ； LED cooling ； Optimization of heat sink

參考文獻

[3] 財團法人光電科技工業協進會網頁http://www.pida.org.tw/

[20] 吳佳峻，「獨立型太陽能發電系統之設計分析與應用」，碩士論文，國立台灣大學機械工程學研究所，(2004)。

[21] 吳民聖，「獨立型太陽能路燈之高性能充放電控制技術研究」，碩士論文，國立台灣大學機械工程學研究所，(2005)。

[58] 李明坤，「LED蒸氣腔體散熱模組」，碩士論文，國立台灣大學機械工程學研究所，(2006)。

[59] 蕭惟哲，「兩相封閉迴路式熱虹吸散熱系統」，碩士論文，國立台灣大學機械工程學研究所，(2005)。