核能與太陽能發電碳排放之生命週期評估(Using Life Cycle Assessment to Evaluate Carbon Dioxide Emissions from Solar Electric and Nuclear Power)
國立臺灣大學環境工程學研究所 許桓瑜
發電方式的選擇須顧及許多面向，包括國家政策、經濟效益、穩定性、運轉操作、以及環境問題等，在現今溫室氣體減量的國際趨勢下，各種發電方式的二氧化碳排放量便顯得相當重要。其中太陽能發電與核能發電因為運轉過程中不會產生任何二氧化碳，被認為是無碳的發電方式。然而，如以本研究群許桓瑜先前所介紹之生命週期評估方法 (life cycle assessment, LCA) 檢視，太陽能發電與核能發電從原料、製造、營運、廢棄處理等各階段，皆會排放二氧化碳及其他溫室氣體，本文將討論利用生命週期評估方法計算核能發電及太陽能發電的碳排放衝擊。
水與能源的結合-浮動式太陽光電 (Combination of Water and Energy – Floating Solar Power)
經濟部水利署綜合企劃組副工程司 蘇嘉民
太陽光普遍存在於我們的日常生活中，是人類到目前為止最可以廣泛利用、容易取得，且不會污染環境的大自然能量。隨著科技發展日新月異，太陽光的利用比以往更加多元化，最新應用的產品從太陽能手錶、太陽能時鐘、太陽能計算機、太陽能路燈、太陽能車，更進一步發展到太陽能建築，各式各樣的使用，已經把太陽能利用得淋漓盡致。
利用奈米粒子高效率吸收太陽能
東京大學黃郁珊博士 編譯/東京大學理學博士陳藹然 責任編輯
編譯來源：ナノ粒子を利用した太陽熱による高効率な水の加熱に成功
太陽能是最有前途的可再生能源之一，如何有效利用太陽能是當今熱門的研究題目。利用太陽能的方法可大致分為用太陽能電池發電之光電轉換，以及吸收太陽能轉換成熱能之光熱轉換兩類。在日本家庭以用途分類的用電之中，熱水器和暖氣的部分合計達55%，所以如果能將太陽能充分轉換成熱能來利用，供給熱水與暖氣就不須用電而且還可減碳。
淺談智慧建築-靠太陽能發電的玻璃 (Introduction of Solar Glass and its application of Intelligent Building)
國立臺灣大學土木工程學系 宋爾軒
太陽能發電已儼然成為再生能源的一大趨勢，隨著科技的發展，越來越多產業都發展出太陽能的相關產品，建築產業自十多年前開始推廣使用綠色環保建材，以達成節能減碳，減緩地球暖化的目的，目前已成功發展出太陽能光電玻璃以及太陽能發電窗等產品，使建築智慧化，逐步實現城市永續發展的目標。
太陽能家戶發電 (Solar PV system for home)
國立臺灣大學土木工程研究所金育暉
由於原油價格不斷上漲，連帶著電力價格也跟著浮動，可預期的，未來電費勢必不斷攀升，為了減緩電價浮動所帶來的影響及提倡再生能源以減緩溫室效應的進行，政府正推動家戶安裝太陽能發電系統政策，期能以太陽能取代部分電力來源，促進再生能源發展。
對於一般家庭來說，經濟考量總是大於環保觀念，那太陽能發電究竟經不經濟，透過簡單的數字可以很清楚的了解。首先須有幾個基本假設跟資料：
天上掉下來的能源——淺談太陽能 Recognizing solar energy development
國立臺灣大學土木工程研究所金育暉
隨著溫室效應、氣候暖化議題不斷發酵，再生能源的需求不斷被提出，過去已發展的再生能源也隨著科技進步，逐漸追上石油能源，比如，太陽能。
太陽能並不算新技術，早在 1839 年法國物理學家 A.E.Becquerel 就已發現某些物質經過光線照射後會產生電壓，他稱之為光伏特效應(photovoltaic effect)，再經過了約四十年（1883年），美國人Charles Fritts製造出了第一塊太陽能發電板，但其效率只有 $$1\%$$，無法有實際應用價值。
接著又過了約七十年（1954年），美國貝爾實驗室才研發出效率達 $$6\%$$ 的太陽能發電板，但也因其價格昂貴與效率不彰，多應用在太空設備上，為各式衛星提供穩定而持續的電力來源。進入廿一世紀，因石油危機與環境議題發酵，再加上半導體技術的進步，讓太陽能發電板的平均效率達到 $$15\%$$ 左右，太陽能發電才開始走上能源的舞台。
太陽能的大突破：最新光伏系統可用
國立臺灣大學科學教育發展中心
編譯來源：Earth Day Collaboration Aims to Harness the Energy of 2,000 Suns
圖片來源：IBM Research
IBM在2013年世界地球日發表了一篇關於利用太陽能、新光伏系統的突破性報導。
有沒有一種科技，只要使用撒哈拉沙漠約百分之二的面積，就能提供全世界所需的電力？儘管現有普遍的太陽能科技價格高昂，製作費工費時，然而由IBM公司、瑞士大學和氣光能源公司 (Airlight Energy)正在合作開發一個負擔得起的光伏系統（photovoltaic system），能夠將相當於2000顆太陽的能量集中在數百個1平方公分的晶片（chip）上。
這個高效能光伏熱（High Concentration PhotoVoltaic Thermal, HCPVT）系統原型機主要是一個大型拋物面裝置，內含多個圓盤狀鏡片，此拋物面裝置在太陽追蹤系統（tracking system）基座上，此追蹤系統能隨時調整拋物面，使其一直在最佳接收太陽能的角度。鏡面反射太陽光到連接許多微通道水冷凝受器的三接光伏晶片上，每一個小方塊光伏晶片可以在每天八小時的太陽日照下產生200-250瓦特不等的電力。這樣的系統能裝置在任何陽光充足的地區，有效利用超過百分之三十的太陽光成為電力，並且有至少百分之五十的浪費熱能得到回收。
HCPVT的直效冷卻系統來自於人體血液供應系統的啓發，並已經經過IBM工程師在電腦上的測試，而這項設置也能提供當地新的水資源。利用最新科技中冷卻超級電腦的系統，約攝氏90度的水經過一多孔膜蒸餾系統，變成可用飲水。系統內每平方公尺的冷凝面積每天可以提供30~40公升飲用水，同時每小時產生超過2000瓦的電。
未來燃料 (二)德國高昂的捐稅使綠能不得儲存
臺灣大學生命科學所 周愛鵑編譯/淡江大學化學系 王文竹教授責任編輯
編譯來源：BBC NEWS 2013年6月12日訊《German tariffs make green energy too expensive to store》
一個位於斯圖加特的電轉氣保存模組正在上機測試中。（圖片來源：BBC NEWS）
德國的研究人員表示，政府電力收購稅捐制度(Feed-in Tariff, FIT)阻礙了他們儲存可再生能源的計畫。
德國早在2000年時，為了太陽能風力發電及其他可再生科技引進一套政府電力收購稅捐制度。這項法規保證了電網通路的建設及長達二十年的津貼補助。
政府的津貼補助使得上千名住戶藉由投資太陽能和風力發電躍升為能源生產商。但是領頭的科學家告訴英國廣播公司，這些統一稅捐制度讓儲存綠能變成一件很不划算的事。而解決這項問題將成為能源永續發展的重要關鍵。
現今有130萬住戶、農家和小型合作社在提供綠能。而在2012年他們已能供應達全國所需電力的22%。但是陽光和風這些可再生能源會因為自然氣候而有所消長。例如德國在今年一個晴朗的六月，太陽能和風力可提供全德國高達60%的所需電力。但這麼多的太陽能電力卻是用時機較差的電力期貨價去計算。
水分解新方法
國立臺灣大學生命科學所周愛鵑/國立臺灣大學科學教育發展中心陳藹然博士責任編輯
可再生永續能源一直是各國所追求的發展計劃，而其中氫氣因燃燒時僅產生水，對環境友善，被認為極具發展潛力。(圖片來源：flickr用戶laszlo-photo)
可再生永續能源一直是各國所追求的發展計劃，而其中氫氣因燃燒時僅產生水，對環境友善，被認為極具發展潛力。現今生產氫氣有幾個主要的方法，像是藻類或是細菌的生物產氫、利用電力將水分解等方法。其中科學家結合傳統的熱化學產氫法和太陽能，讓熱化學產氫法的熱來自取之不盡用之不竭的太陽能，配合金屬氧化物催化水分解成氫氣，稱為太陽熱能水分解系統。
傳統熱化學產氫法分為兩階段，先進行還原再氧化，兩階段必須在不同溫度下進行，所以系統需要反覆升溫降溫，這中間除了浪費了許多能量，也伴隨耗損觸媒壽命等問題。
兩階段的熱化學產氫法，如溫度擺盪觸媒水分解系統，金屬氧化物觸媒會在1200~1500°C的高溫下進行還原反應，釋出氧氣；而還原態的觸媒會在溫度降低400°C時和水進行氧化反應，伴隨氫氣產生，而觸媒也回到原先的金屬氧化物狀態；系統就在升溫降溫中循環進行還原和氧化反應。
從曙光到暮光-再生能源的另一扇窗
國立臺大灣學科學教育發展中心博士陳藹然/國立臺北科技大學分子系暨有機高分所副教授許益瑞責任編輯
不會對環境造成負擔的再生能源，近年來受到注目，但是風力發電也好，太陽能發電也好，都會受到天候的影響，出現供電不穩定的狀況，如何在需要時可以及時提供足夠的電力是面臨的大挑戰。所以，為了能夠穩定供電，高容量的蓄電裝置不斷地被開發，但是價格皆不菲。此外，太陽能電池板材料使用重金屬，廢棄物的處理也是一大難題。為了要一口氣解決這些問題，日本理化學研究所和達芬奇（ダ・ビンチ）公司合作開發出從日出到日落不間斷收集陽光的「太陽能熱電結合系統」。
「太陽能熱電結合系統」的原理很簡單，有效率收集太陽光將水箱的水加熱，當需要發電的時候，再用儲存的熱水來發電。為了要提供太陽光的收集效率，配合太陽從日出到日落的不同角度，理化學研究所的科學家設計1個同心圓狀溝槽的太陽光收集透鏡板，數片板組合1個立方箱盒，盒子中央放置1個鋁製倒Ｔ字型的熱交換器，熱交換器下面唯一裝滿水的蓄熱槽，用來收集熱能。收集到的熱能透過熱交換器加熱蓄水槽的水。當需要用電時，蓄水槽的熱水就可以作為熱發電機發電的來源。此外，熱水還可以用於一般日常生活。
