中華民國內政部建築研究所中華民國內政部建築研究所

壹、研究緣起

民國108年建築研究所委託研究計劃曾經研擬「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」，相關研究成果經審查修訂後成為CNS 16189「太陽光電系統之設計風載估算指引」，也預計將納入下一版之「建築物耐風設計規範及解說」，適用於估算四種太陽光電系統（斜屋頂平貼型、地面踞置型、平屋頂踞置型及地面單斜式棚架型）支撐結構所承受之設計風載重。

本計畫擬建立「太陽光電系統耐風設計及結構分析手冊」，提供五個設計示範例，供設計者參考，以確保結構安全性。其中以CNS 16189「太陽光電系統之設計風載重估算指引」(2022)估算斜屋頂平貼型、地面踞置型、平屋頂踞置型及地面單斜式棚架型太陽光電系統支撐結構所承受之設計風壓，以建研所委託研究計畫「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」(2019)之成果報告估算平屋頂單斜式棚架型支撐結構所承受之設計風壓。

貳、研究方法與過程

本計畫針對國內各種太陽光電系統，透過專家座談及專家訪談，分別調查其常見之下部支撐架型式（含配置方式）及目前業界設計方式。選定其常見之下部支撐架型式後，參考調查結果及CNS 16189「太陽光電系統之設計風載重估算指引」(2022)與「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」(2019)之成果報告，設定五個耐風設計示範例，分別合理假設其設計場景與設計參數，並針對設定之示範例，分別建立其耐風設計流程圖，再詳述各示範例下部支撐架整體設計風力(含底座拉拔力)與局部構件(含扣件)設計風力之耐風設計程序與計算細節，並於各示範例說明結構耐風設計注意事項，最後綜整擬定「太陽光電系統耐風設計及結構分析手冊」草案。另外邀集太陽能發電相關公會或協會，舉辦專家座談會議，討論建立簡易結構評估系統之可行性。

參、重要發現

本計畫案的具體成果如下：

1.完成「太陽光電系統耐風設計及結構分析手冊」草案。

2.提供斜屋頂平貼型、地面踞置型、平屋頂踞置型、地面單斜式棚架型及平屋頂單斜式棚架型太陽光電系統之耐風設計示範例。

肆、主要建議事項

根據重要發現，本研究提出之建議事項：

【建議一】

可針對「太陽光電系統結構耐風設計手冊」之草案內容，經由適當審查程序，出版成冊供業界參考：立即可行建議

主辦機關：內政部建築研究所

協辦機關：社團法人中華民國風工程學會

目前政府積極推動太陽能發電，各地設置於建築物屋頂或地面的太陽光電系統日漸增多，為確保國內地面或建築物屋頂上太陽光電系統之耐風安全性，建議針對「太陽光電系統結構耐風設計手冊」之草案內容，經由適當審查程序，出版成冊供業界參考。

【建議二】

可辦理說明會，向太陽光電系統相關業者推廣出版後之「太陽光電系統結構耐風設計手冊」：立即可行建議

主辦機關：社團法人中華民國風工程學會

協辦機關：內政部建築研究所

目前我國在太陽光電系統之結構設計並無相關手冊可以參考，導致部份使用者執行太陽光電系統耐風設計時，為節省經費不進行風洞試驗，卻又以節省材料原則，選擇性引用規範，或是不瞭解規範條文精神及參數定義下錯誤應用。此類缺乏相關試驗數據佐證之耐風設計，恐因強度不足而釀災。故建議可以辦理辦理說明會，向太陽光電系統相關業者推廣出版後之「太陽光電系統結構耐風設計手冊」。

【建議三】

未來可針對平屋頂單斜式棚架型下有阻擋之情況執行風洞試驗，以使相關耐風規定更為完整，甚至研擬其他類型之太陽能板耐風設計規定，以供業界參考使用：中長期建議

主辦機關：內政部建築研究所

協辦機關：社團法人中華民國風工程學會

在建研所委託研究計畫「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」(2019)中，考慮國內現存設計情況，回顧美國及日本相關規範之規定，並針對現有規範未規定者，執行一系列風洞試驗，作為設計者執行耐風設計之依據。其中屋頂平貼型、平屋頂踞置型、地面踞置型、地面單斜式棚架型的耐風規範草案納入了CNS 16819「太陽光電系統之設計風載重估算指引」(2022)，而平屋頂單斜式棚架型因棚架底下有阻擋的實驗數據不夠充足，故未納入CNS 16819「太陽光電系統之設計風載重估算指引」(2022)。但平屋頂單斜式棚架型為台灣常見類型，故建議未來可針對平屋頂單斜式棚架型下有阻擋之情況執行風洞試驗，以使相關耐風規定更為完整。未來甚至可研擬其他常見類型之耐風設計規定，例如水面型或BIPV，以供業界參考使用。