『熟不可奈 恆溫戰士』

『熟不可奈 恆溫戰士』

➢ 操作說明：
1.將教具箱打開後，如圖1。
2.將絞鍊往內推，將其固定，如圖2。
3.將鎢絲燈槍拿起，槍架上有魔鬼氈固定，所以拿起時請小心力道，如圖3左；將鎢絲燈槍拿起後，小心的將電線抽離固定座，請勿硬扯，如圖3右。
4.將鎢絲燈槍插上電源後先預熱3-4分鐘，預熱後再對著最左邊的金屬屋頂的商店，觀察溫度上升，如圖4。依此類推將鎢絲燈槍分別對三著個屋子觀察，當鎢絲燈對著最右邊太陽能屋頂時，風扇會轉動。
5.使用完之後將鎢絲燈槍電源關閉，將鎢絲燈槍歸位於槍架上，並注意是否有被魔鬼氈固定好，將鎢絲燈槍的電線分別固定在3個集線座上，最後再將教具箱關閉，扣好。

➢ 教具箱內容：
◆ 台灣地理位置位於熱帶與副熱帶區，太陽光強，因此建築物的建造材料與室內設計影響居住者對溫度的感受，也會影響居住的舒適度。
◆ 金屬屋頂(像是鐵皮屋)因為熱傳導係數較大，溫度變化較大，因此才會造成夏暖冬涼的效果，但搭建鐵皮屋確實比木屋來的方便快速，所以在一般工地常會看見零時搭建的鐵皮屋。木頭屋頂的熱傳導係數大，對室內溫度變化不大，但看似很不錯的建材卻再也容易造成對流不佳，或是木建材容易產生蛀蟲或潮溼等問題，因此木建築的室內設計與維護相當重要。
◆ 反觀太陽能板屋頂適用於所有建材，除了太陽能板因為是複合式材料，熱傳導係數大對于室內溫度影響較小，同時也可以將太陽光能轉換成電能啟動室內的電扇或冷氣，達到室內降溫的效果，符合環保的目標。

➢ 延伸教學：
◆ 『太陽光為什麼熱?』
浩瀚的宇宙中即便被太陽光照射，溫度一樣很低，那為什麼太陽光照射在鐵皮屋上，室內就會變得很熱呢?這是個很好的問題喔！
首先，我們會感覺到『熱』的原因是物質，例如空氣分子吸收太陽光的『能量』，轉換成熱能，所以溫度才會升高；同樣的，鐵皮屋的金屬分子也吸收太陽光的能量，進而產生熱能，熱能增加後影響了屋內的空氣分子，所以結論就是室內溫度就會變高囉。
宇宙中幾乎都是真空狀態，即便太陽光很強，也沒有物質可以吸收太陽光的能量，所以在宇宙中有多冷？因為宇宙中沒有物質，怎麼會有溫度呢?要說真的有溫度，那勉強可以說是絕對零度(-270.42度C)吧。

◆『那太陽光要如何將熱傳到地球呢?』
如圖5，我們可以看到太陽光以輻射的方式進入地球，扣除被大氣、雲層和水氣反射和吸收的部分，剩下有一大部分的輻射熱是被地球的大地與海洋給吸收。環境中的熱能隨著地表與空氣中的雲層相互吸收與反射之下，我們環境溫度也就會跟著升高或下降。

◆『人要如何感受到熱呢？』
環境中的熱能可以藉由3種方式讓我們感受到，第一種是輻射，第二種是對流；第三種方式是傳導，如圖6。

◆『在屋頂建造太陽能板可以降低室內溫度嗎?』
當然囉！太陽能板大多是由單晶或多晶矽材料製成，這種半導體材料本身會因為高溫而造成電能轉換效率降低的風險，所以太陽能板在設計上多採用淺色材料製成，以減少吸熱，而太陽能板的背板也會安裝空氣循環系統來降低逆變電器和其他組合器。有這樣的一層隔絕後，屋內的溫大當然可以大幅降低囉！再說，重點是太陽能可以產生電能供給室內的電風扇或冷氣使用，無論是對環境和你的荷包都有很大的幫助(電費降低)

◆『擁有太陽能板的建築就是所謂的『綠建築』嗎?』
太陽能利用是綠建築的重要技術之一，但並非擁有太陽能『板』的建築都算是綠建築喔。綠建築的設計原則必須符合兩大指標，第一個指標為「永續」，第二個指標為「共生」。所以綠建築強調的是人與環境之間必須是可以永續經營並且不會破壞環境生態的一種關係，其設計原則如一、高效率使用能源與資源；二、改善室內空氣與環境品質；三、具成本效益的開發行為(簡單來說就是減少廢棄物)；四、生態資源保育與復原；五、綠色交通運輸，是不是相當複雜呢！

結語
有人也許會問風力發電與太陽能發電是台灣在替代能源發展上重要的資源，那這兩者哪個比較厲害呢?其實說穿了，沒有風的時候風力發電就沒用了；沒有太陽的時候太陽能板形同虛設。再說現在實際的太陽能板的應用上會因為空汙、向陽角度、矽晶本身等因素讓光轉電的效率只有7~14%左右，相當低的轉換效率；風力發電能夠產生電量的效率也許高於太陽能發電，但發電機會因為地理環境上所被使用產生的損耗進而產生比太陽能板更高額的維護費用，所以目前並沒有出現任何一個完美的替代能源，但這些現有的替代能源方案都在告訴我們地球資源是相當豐富的，人類需要養成保護大自然環境的素養來應用於生活周遭的一切，這才是最重要的事情喔。

參考文獻
1. 科技大觀園>太陽能就一定是綠建築嗎?
2. 科技大觀園>太陽能板發電原理
3. 太陽能電池新技術發電效率翻倍https://bdec.com.tw/bdnews1105-1/
4. 太陽能與風力發電的比較https://blog.xuite.net/lbl6ss9hml/twblog/151700300
5. 維基百科>太陽能發電
6. 什麼因素決定太陽能電池板的效率？https://kknews.cc/zh-tw/tech/l6kvy8e.html
7. 鐵皮屋屋訂好熱怎解？利用太陽能板有效隔熱屋頂直接降溫。https://mypaper.pchome.com.tw/markleader88/post/1375358348