革言 綠色能源發展&應用實驗室(簡稱：G-PEARL)成立於2006年8月1日，主旨在建立電能處理相關硬體之系統化設計平台、培育符合產官學研界需求之高級人才及研發多功能、高效率、長壽命、低噪音、少零件之智慧型電能應用系統，以達成節能減碳之目的，朝向能源永續發展。在實驗室創立初期，著力於太陽能及風能等再生能源之電能處理器設計與研製，隨後著手於交、直流配電系統開發與智慧型微電網之系統建構，以期建構一套實用性高的智慧型微電網平台。

Presentation on theme: "革言 綠色能源發展&應用實驗室(簡稱：G-PEARL)成立於2006年8月1日，主旨在建立電能處理相關硬體之系統化設計平台、培育符合產官學研界需求之高級人才及研發多功能、高效率、長壽命、低噪音、少零件之智慧型電能應用系統，以達成節能減碳之目的，朝向能源永續發展。在實驗室創立初期，著力於太陽能及風能等再生能源之電能處理器設計與研製，隨後著手於交、直流配電系統開發與智慧型微電網之系統建構，以期建構一套實用性高的智慧型微電網平台。"— Presentation transcript:

1 長庚大學電機系 綠色能源發展應用實驗室 Green-power Evolution & Application Research Laboratory （G-PEARL）

2 革言 綠色能源發展&應用實驗室(簡稱：G-PEARL)成立於2006年8月1日，主旨在建立電能處理相關硬體之系統化設計平台、培育符合產官學研界需求之高級人才及研發多功能、高效率、長壽命、低噪音、少零件之智慧型電能應用系統，以達成節能減碳之目的，朝向能源永續發展。在實驗室創立初期，著力於太陽能及風能等再生能源之電能處理器設計與研製，隨後著手於交、直流配電系統開發與智慧型微電網之系統建構，以期建構一套實用性高的智慧型微電網平台。

3 為了能夠擴大電能處理器的應用領域，將電能處理器技術導入到動物畜養、屠宰、肉品處理、撲殺等等應用，與嘉義大學動物科學系、農業科技研究所、國家衛生研究院等單位之研究團隊，建立一組跨電機、動物肉品、動物生理及生理訊號擷取之合作團隊。此外，也將電能技術應用於植物之生長、抑病、萃取等方面，其延伸應用於食品加工應用與水及液態食品滅菌處理，此技術應用也結合嘉義農試所、東海大學食品科學系，成立跨電機、植物與食品三大領域的合作團隊，為電能在農業上的貢獻盡一份心力。綜合上述之說明，綠色能源發展&應用實驗室，以基本電能處理器為發展基礎，著手於跨領域的創新應用，以期培養出具研究風氣之電能專業人才，同時培育出具理論與實務之應用人才，此為本實驗室規劃及努力方向。

4 研究室宗旨 & 努力方向 宗旨 努力方向 建立電能處理相關硬體之系統化設計平台 培訓符合產官學研界需求之高級人才
研發多功能、高效率、長壽命、低噪音、少零件的智慧型電能應用系統。 努力方向 研究風氣之養成、與產業界策略聯盟。

5 組織規劃

6 教育訓練執行內容及流程

7 研究重點 元件分析設計 磁性材料、平面電感、平面變壓器、高頻電感 電解電容、超級電容、陶瓷電容 壓電材料、壓電變壓器
半導體功率開關元件建模、併聯操作、串聯操作、驅動電路 寄生電容、寄生電感

8 系統整合應用 電路拓樸架構 高效率電能轉換器 各式電動機驅動技術 再生能源與新能源發電系統 照明與平面顯示系統 直流供電系統
電能處理系統化設計平台 智慧型微電網系統 系統整合應用

9 創新技術開發 高脈衝電場殺菌技術 家禽、畜養、屠宰、肉品處理之電場技術 高壓電場應用系統開發(食品加工、滅菌、生物科技等應用)
智慧型電網管理技術 植物工廠之應用技術 超音波之應用技術(醫電、生物科技等應用) 創新技術開發

10 研究室學習環境 實驗室空間規劃示意圖

11 本實驗室位於工學院地下室一樓，占地162.5m2(50坪)。主要從事電能處理器設計與研製。目前實驗室空間規畫將其區分為四大區域，各區域之空間大小及使用情況如下所示。
A. 讀書區 讀書區目前有15個位置，每個位置約為3.24m2 (1坪)，主要提供在學每位研究生或專題生使用，每個人固定分配一個讀書區，做為休息、資料研讀、資料搜尋及電路佈線等工作場合。 B. 實驗區 本實驗室主要研究項目分別為三個領域：再生能源研究、高壓應用研究及脈衝電壓應用研究。以實驗區規劃而言，區分成三個區域，分別為一般實驗區、元件量測區及零件區，共佔實驗室81m2 (25坪)。其中各領域研究及空間規劃如實驗室空間規劃示意圖所示。以下針對各項研究領域做說明。

12 再生能源研究 再生能源研究主要朝向智慧型電網及交直流配電研究為主，目前規劃兩條實驗線，可容納四位研究人員，從事各項研究項目。研究項目包含直流/直流轉換器、交流/直流功率因數校正器、換流器、電力線傳輸電路及人機介面電能監控部份。其中電力線傳輸電路及人機介面與國家衛生研究院陳博士研究團隊共同開發。

13 高壓應用研究 高壓應用研究主要朝向食品加工應用及植物生長與抑病等研究。目前規劃兩條實驗線可容納四位研究人員，從事各項高壓轉換器設計與研製。其中包含高壓直流產生器、高壓脈衝產生器、高壓寬脈衝產生器及週邊各項設備。其搭配之合作對象包含嘉義農業試驗分所楊所長研究團隊及東海大學食品科學梁教授研究團隊。目前從事於水滅菌、電場促進農作物生長及抑菌、冷泡茶萃取、藥用菇類萃取應用。

14 脈衝電壓應用研究 脈衝電壓應用研究主要朝向設計具經濟動物人道致昏及撲殺器。以經濟動物區分而言，可分為家禽及家畜兩種類型式。而依其應用，又可區分為致昏及撲殺兩者應用。尤其，致昏應用需要精準的電流控制，才能夠達到昏迷經濟動物而不使其死亡。此項研究搭配嘉義大學動物科學系林教授(負責屠宰品質分析)及農業科技研究所楊博士(負責動物生理訊號量測及昏迷判定)。目前已經完成家禽家畜人道致昏系統及撲殺系統。

15 讀書區

16 實驗區

17 元件量測區

18 研究成果 重點成果 多功能太陽能供電系統 高壓產生器應用於液態食物抑菌系統 液晶顯示面板LED背光電源驅動電路 人道家畜致昏電路系統
人道水禽致昏電路系統 人道陸禽致昏電路系統

19 具腦波偵測之家禽致昏器系統 家禽致昏器之降壓轉換器系統 家畜致昏器之相移式轉換器系統 防塵式鵝隻人道致昏系統 家畜人道撲殺器系統 功率因數校正器系統

20 全橋LLC諧振型高昇壓電場產生器系統 30kV高壓靜電場產生器系統 窄脈衝電場產生器系統 數位化控制之市電併聯換流器系統 應用於直流負載之太陽能發電系統 具電力線傳輸之市電併聯發電系統

21 近五年發表之期刊及研討會論文 期刊論文 Sheng-Yu Tseng, Hung-Yuan Wang, Chien-Chih Chen, PV power system using hybrid converter for LED indictor applications, Energy Conversion and Management (ISSN: ), November, 2013, Vol. 75, Issue. 2013, page: , SCI, IF: 3.590, Ranking: 18/83(ENERGY & FUELS). Sheng-Yu Tseng and Cheng-Tao Tsai, Photovoltaic Power System with an Interleaving Boost Converter for Battery Charger Applications, International Journal of Photoenergy, September (ISSN: X), 2012, Vol. 2012, Issue. 2012, 15 pages, SCI, IF: 2.663, Ranking: 28/81(ENERGY & FUELS). Sheng-Yu Tseng and Hung-Yuan Wang, A Photovoltaic Power System Using High Step-up Converter for DC Load Applications, energies (ISSN: ), February, 2013, Vol. 6, Issue. 2, page: , SCI, IF: 1.602, Ranking: 43/83(ENERGY & FUELS). Sheng-Yu Tseng, Hung-Yuan Wang, and Chih-Yang Hsu, Performances of an Interleaved High Step-up Converter with Different Soft-switching Snubbers for PV Energy Conversion Applications, International Journal of Photoenergy (ISSN: X), October, 2013, Vol. 2013, Issue. 2013, 15pages, SCI, IF: 2.663, Ranking: 28/81(ENERGY & FUELS). Sheng-Yu Tseng, Chih-Yang Hsu, Interleaved step-up converter with a single-capacitor snubber for PV energy conversion applications, International Journal of Electrical Power & Energy Systems (ISSN: ), June, 2013, Vol. 53, Issue. 2013, page: 909–922, SCI, IF: 3.432, Ranking: 14/243(ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC). Sheng-Yu Tseng, Chien-Chih Chen and Hung-Yuan Wang, Buck-boost/Forward Hybrid Converter for PV Energy Conversion Applications, International Journal of Photoenergy (ISSN: X), February, 2014, 14 pages, SCI, IF: 2.663, Ranking: 28/81(ENERGY & FUELS).

22 Cheng-Tao Tsai, Jye-Chau Su, and Sheng-Yu Tseng, Comparison between Phase-Shift Full-Bridge Converters with Noncoupled and Coupled Current-Doubler Rectifier, The ScientificWorld Journal (ISSN: X), October, 2013, Vol. 2013, Issue. 2013, 11pages, SCI, IF: 1.730, Ranking: 13/56(MULTIDISCIPLINARY SCIENCES). Geeng-Kwei Chang, Shu-Yuan Fan, Sheng-Yu Tseng, Multi-output Auxiliary Power supply with Lossless snubber, WSEAS Transactions on CIRCUITS and SYSTEMS(ISSN: X), June, 2013, Vol. 12, Issue. 6, page: , EI. Sheng-Yu Tseng, Chien-Chih Chen and Ching-Ting Huang, An Interleaved Boost Converter with Coupled Inductor for PV Energy Conversion, WSEAS Transactions on CIRCUITS and SYSTEMS (ISSN: X), 2014, Vol. 13, page: 47-61, EI. Sheng-Yu Tseng1,a, Yi-Ren Juang2, Approach to Developing Interleaved Converter with Single-capacitor Turn-off Snubber, Applied Mechanics and Materials(ISSN: ), January, 2013, Vols , Issue. 2013, page: , EI. Sheng-Yu Tseng1,a, Geeng-Kwei Chang2,b, Interleaved Boost Converter with Boost-type Snubber for PV Power System, Applied Mechanics and Materials(ISSN: ), January, 2013, Vols , Issue. 2013, page: , EI. Sheng-Yu Tseng1,a, Shu-Yuan Fan2,b, Interleaved Soft-Switching Converter with L-C-D Snubber for Reflex Charger, Applied Mechanics and Materials(ISSN: ), January, 2013, Vols , Issue. 2013, page: , EI. S-Y. Tseng, G-K. Chang, P-F. Chen, S-T. Peng and S-Y. Fan , Flyback converter using single-capacitor snubber for auto-tuning fan speed system. 2010, Int. J. Power Electronics. 曾聖有;張展維;陳樺翰;李根（2012年10月）。仙人掌桿菌、大腸桿菌及醋酸桿菌脈衝電場抗性之測定。東海學報。

23 研討會論文 Sheng-Yu Tseng, Z.-Y. Liang, and F.-H. Yu (2014, Apr). Fast Response High Voltage Generator for Plasma Sterilization Applications International Conference on Information Science, Electronics and Electrical Engineering. S.-Y. Tseng, H.-Y. Wang and C.-T. Hung (2013, Apr). An Active Clamp Flyback Converter Using Constant Power Control Method for Improving Output Power under Partial Shading Conditions in PV Arrays. The 10th IEEE International Conference on Power Electronics and Drive Systems (PEDS'13). Sheng-Yu Tseng, Yi-Ren Juang (2012, Nov). Approach to Developing Interleaved Converter with Single-capacitor Turn-off Snubber. The 2nd International Conference on Engineering and Technology Innovation 2012. Sheng-Yu Tseng1, Geeng-Kwei Chang2 (2012, Nov). Interleaved Boost Converter with Boost-type Snubber for PV Power System. The 2nd International Conference on Engineering and Technology Innovation 2012. Sheng-Yu Tseng1, Shu-Yuan Fan2 (2012, Nov). Interleaved Soft-Switching Converter with L-C-D Snubber for Reflex Charger. The 2nd International Conference on Engineering and Technology Innovation 2012. 曾聖有 (2011, Nov). A reflex charger realized by multi-interleaved buck-boost converters. Industrial Electronics and Applications (ICIEA), th IEEE Conference on. 曾聖有 (2011, Jun). High voltage generator using rapid response boost / flyback converters for stun gun applicationsg. Industrial Electronics and Applications (ICIEA), th IEEE Conference on. 曾聖有 (2011, Jun). Multi-output auxiliary power supply with lossless snubber.Industrial Electronics and Applications (ICIEA), th IEEE Conference on.

24 曾聖有 (2011, May). Design and implementation of a ripple-free interleaved zeta converter for humane livestock killing application. Power Engineering, Energy and Electrical Drives (POWERENG), 2011 International Conference on. 曾聖有 (2010, Feb). Interleaved Forward Converter With Ripple-free Circuit for Humane Killer Poultry Applications. IEEE Applied Power Electronics Conference. 曾聖有 (2010, Feb). Design and Implementation of Multi channel Land Fowls Stunner with Current Sharing Controller. IEEE Applied Power Electronics Conference. 曾聖有 (2010, Feb). High Voltage Generator using Boost/Flyback HybridConverters. IEEE Applied Power Electronics Conference. 曾聖有、黃敬庭(2013年12月)。應用於直流負載之混合式再生能源發電系統。中華民國第三十四屆電力工程研討會。 曾聖有、陳建智、王鴻源(2013年12月)。應用於家畜人道致昏器之相移式轉換器研製。中華民國第三十四屆電力工程研討會。 曾聖有、梁子揚(013年12月)。具多繞組之高壓產生器應用於弧光殺菌。中華民國第三十四屆電力工程研討會。 曾聖有、王鴻源(2012年09月)。具腦波量測之家禽人道致昏器研製。台灣第十一屆電力電子研討會。 曾聖有、徐至揚(2012年09月)。應用於穀類殺菌之多級倍壓高壓產生器研製。台灣第十一屆電力電子研討會。 曾聖有、莊宜仁(2012年05月)。交錯式昇壓型功因修正電路研製。第十屆台塑關係企業應用技術研討會。 曾聖有, 許冠偉(2011年09月)。應用於穀類殺菌之高壓產生器研製。台灣第十屆電力電子研討會，中原大學。

25 曾聖有, 彭紹宗(2011年09月)。應用於液態食品滅菌之高脈衝電場產生器研製。第十屆台灣電力電子研討會，中原大學。
曾聖有, 劉霈諭(2011年09月)。新型返馳式變壓器應用於太陽能充電系統。台灣第十屆電力電子研討會，中原大學。 曾聖有,呂健瑋(2010年11月)。高昇壓比轉換器之電池放電系統。中華民國第三十一屆電力工程研討會。 曾聖有,蔡文壽(2010年11月)。具耦合電感之三相單開關功率因數轉換器應用於風力發電系統。中華民國第三十一屆電力工程研討會。 曾聖有,許冠偉,彭紹宗(2010年09月)。具快速響應之高壓產生器應用於電擊槍。2010第九屆台灣電力電子研討會暨展覽會。

26 近五年獲得計畫補助 計畫名稱 補助或委託機構 起訖日期 執行 情形 計畫內擔任工作 經費總額(元) 高壓電太陽能電池應用於農作物之系統研製
美環太陽能 2014/09/01- 2015/05/31 執行中 主持人 1,137,275 應用於農作物及液態食品滅菌之高脈衝電場產生器研製( E ) 科技部 2013/08/01~ 2014/07/31 已結案 878,000 防塵式鵝隻人道致昏系統研製( E CC3) 2013/06/01~ 2014/05/31 705,000 應用於農作物及液態食品滅菌之高壓電場產生器研製( E ) 2012/08/01~ 2013/07/31 844,000 豬隻人道致昏器研製( E CC3) 2012/06/01~ 2013/05/31 685,000 場發射用高壓電源供應器之研發的委外計畫 友聲 2011/10/1~ 2012/7/31 160,000 具尖峰負載調節之再生能源發電系統研製( E ) 2011/08/01~ 2012/07/31 537,000 鵝隻人道致昏器研製( E CC3) 2011/06/01~ 2012/05/31 690,000 應用於風力太陽能發電系統之多模節能最大功率追蹤晶片之開發(3/3)( E ) 2010/11/01~ 2011/10/31 共同主持人 2,201,000 家畜人道撲殺器研製( E ) 2010/08/01~ 2011/07/31 675,000 五年內總獲得經費補助 6,311,275

27 近五年專利獲得 專利類別 專利名稱 專利國家 專利號碼 專利期間 專利發明人 專利權人 發明專利
Multi-channel poultry stunner with current sharing feature 美國 US 7,841,928 201010~ Sheng-Yu Tseng, Chien-Te Hsieh, Kou-Joong Lin, Tien-Shuh Yang 長庚大學 多電極致昏裝置及方法 中華民國 I321451 201003~ 曾聖有 Method and circuit for tracking maximum power of a photo-voltaicarray US 8,174,281 B2 201102~ Sheng-Yu Tseng, Ying-Jhih Wu, Kuo-Chi Liu 立錡科技股份有限公司 多通道均流致昏器 I350144 201110~ 曾聖有,謝建德,林高塚,楊天樹 太陽能板最大功率追蹤方法及電路 I383283 201301~ 202908 曾聖有,吳盈志,劉國基 一種交錯式轉換器 I406485 201308~ 203002 單級式低昇壓比獨立型太陽能發電電路及系統 I445281 201407~ 202907 具無損耗緩振電路之返馳式電源供應器 I460976 201411~ 203112 張耿魁, 曾聖有范淑媛 吳鳳學校財團法人吳鳳科技大學

28 歷屆日間及在職碩士班畢業生資料 年度 姓名 畢業論文題目 學位 備註 96 謝建德 具均流功能之多通道家禽人道致昏器研製 碩士 97 林煌洲
液態食品抑菌之高壓脈衝電場產生器研製 林信彰 自動調壓之LED背光電源系統研製 在職專班 石大中 智慧型電池充電器研製 楊昭明 電擊槍之高壓產生器研製 陳宗杰 混合式主動前端反流器之電力潮流控制策略 蘇盈憲 智慧型雞致昏器研製 李健成 以分離頻率調變主動式濾波器抑制放射型配電系統諧波共振之探討 99 陳鵬飛 伺服器散熱風扇轉速控制系統研製 許冠偉 應用於穀類殺菌之高壓產生器研製 莊舜安 家畜人道撲殺器研製 劉勳諭 具電力線傳輸之市電併聯發電系統研製 彭紹宗 多開關串聯模組應用於高脈衝電壓產生器之研製 江亭毅 家禽人道撲殺器研製 100 吳盈志 應用於太陽能發電系統之1.5 kW充電器研製 蔡文壽 3kW太陽能與風能並聯發電系統研製 呂健瑋 1.2KW太陽能充放電系統研製 劉霈諭 具遮蔽效應之太陽能板發電系統研製 莊宜仁 具均流技術之功率校正器並聯模組研製 101 王鴻源 具腦波量測之家禽人道致昏器研製 黃湰貿 數位化控制之市電併聯換流器系統研製 徐至揚 應用於植物生長箱之LED照明系統研製

29 研究生獲獎紀錄 年度 獲獎事蹟 指導學生 獎項或名次 備註 96 二○○七年大專院校電力應用實作論文觀摩競賽 謝建德 佳作 97
2008第七屆台灣電力電子研討會 傑出指導教授獎 98 98年大專院校電力應用實作論文觀摩競賽 林煌洲、彭紹宗 101 100年度國科會工程處「電力應用實作論文觀摩競賽」 王鴻源、徐至揚 第二名 102 102年度國科會工程處「電力應用實作論文觀摩競賽」 梁子揚、陳建智 第三名