TWI408346B - 太陽光功率判斷方法，裝置及其應用 - Google Patents

Description

太陽光功率判斷方法，裝置及其應用

本發明是一種太陽光之輻射輸出功率的判斷裝置。

隨暖化問題日益嚴重，再生能源之利用早為世界各地之未來科技發展及應用之重點方向，太陽能板被視為取代石化燃料發電之主流技術之一。

然而，太陽能板之主要問題為能源轉換效率。排除太陽能板本身的光電轉換效率的限制，另一個主要影響能源轉換效率的因素為太陽能板與入射光線無法保持正向入射。由於地球之自轉與公轉的因素，安裝在地球上的某個特定點的太陽能板無法持續與太陽光入射角度維持直射的狀態，因此，太陽能板所能吸收的太陽光輻射隨著時間持續變異，無法於長時間都處於高效率之光電轉換狀態下。

為了解決固定式之太陽能板的光電轉換效率受到地球自轉、公轉限制之情形，遂有許多的廠商及研究單位爭相推出可以追蹤太陽方位的一追光太陽能裝置，讓太陽能板能夠持續保持與太陽入射方向垂直，藉以提昇能量轉換效率。

然而，目前用來追蹤光線的一追光元件，通常僅能找到入射太陽光的方位而不具備考慮氣候因素之後的太陽光功率之判斷功能，使利用該追光元件追蹤太陽光方向的太陽能板經常在光線不足或天候不佳的狀況下誤判太陽光入射方向而失去追蹤效能。

為了解決既有之追光元件不具備功率判斷之功能，導致所結合的太陽能板之追蹤誤判的技術問題，本發明利用複數個光感應元件結合座標轉換及數值運算，賦予光感測器具備判斷太陽方位及太陽光功率之功能，達到輔助太陽能板具備更佳的追蹤效果，更可賦予固定式太陽能板具有及轉換效率正確性之自檢測之目的。

配合解決前述技術問題及達成發明目的，本發明提供一種太陽光功率判斷裝置，其包含一座體、複數個光感測器及一運算模組，其中：該座體為一立體座體，其包含複數照射面係為非共平面，兩兩相鄰的照射面之間存在一角度轉換關係；各該光感測器分別對應且固定設於該照射面表面，每一光感測器於接受一太陽光源照射時產生一電訊號輸出至該運算模組；該運算模組以接收各光感測器接收之電訊號、各光感測器之角度轉換關係及一太陽方位資訊，經一轉換估測方法估算該太陽光源一穿透率、一最大可利用光功率、一直達輻射與一散漫輻射，該轉換估測方法係以該太陽方位資訊取得該太陽光源與各光感測器之方位與角度關係，再以各光感應器感應該太陽光源之光輸出功率與轉換角度關係，以及依據所得之該穿透率及一天候判斷基準比較資料，估算各光感測器受該太陽光源垂直直射時之該最大可利用光功率以及該直達輻射、該散漫輻射。

其中，該座體為一四邊平頂錐體，其包含一頂面以及四個側壁面，且該頂面及四個側壁面分別固定設有一光感測器。

其中，該運算模組由一時間輸入及一經緯度輸入，以一萬年曆計算公式計算該太陽光源及各光感測器之位置關係。

其中，該運算模組包含一中央處理單元、分別與該中央處理單元電性連接之一類比數位轉換器、一太陽方位計算單元及一顯示單元，以及複數個放大器，其中，各放大器與各光感測器電性連接，每一放大器放大所連接之該光感測器的電訊號後輸出至該類比數位轉換器，該類比數位轉換器再將電訊號數位化後輸出至該中央處理單元，該中央處理單元以該太陽方位資訊及角度轉換關係透過執行該轉換估測方法計算該最大可利用光功率、該直達輻射及該散漫輻射並顯示於該顯示單元。

其中，該經緯度輸入係以一全球衛星定位系統輸入經緯度；及該轉換估測方法係先將各感測器所感測的光功率排序後，以一已知的天候判斷基準比較資料判斷該穿透率及一天候狀況，並以一太陽輻射公式計算晴天時的該最大光功率及該直達輻射理論值，而換算各光感應器所感應的該直達輻射及該散漫輻射

本發明在提供一種太陽光功率判斷之程式產品，當電腦載入該太陽光功率判斷之程式產品並執行後，可完成一太陽光功率判斷方法。

藉此，本發明具有如下優點：

1.可偵測、計算太陽光源的多種資訊，諸如入射方位、角度、檢測位置的最大可利用光功率、直射輻射強度、散射、漫射強度等。

2.本發明可達成的感測結果，可以作為一可追光太陽能面板作為追光之重要參考，不僅可以讓太陽能光電板藉此得知入射方向而提高能源轉換效率，更可讓整體系統比較太陽能光電板最終的能源轉換是否符合預期，讓維護人員可以遠端即時監控太陽能光電板運算正常與否，大為節省人力成本。

3.本發明之光功率感測數據與結果，亦可作為固定式太陽能板的光功率感測自我檢測之參考；其可讓固定式太陽能板之維護者可以具以瞭解該固定式太陽能板是否工作正常。

請參考第一圖、第二圖及第三圖，其為本發明之太陽光功率判斷裝置之較佳實施例，其包含一座體10、複數個光感測器20及一運算模組30。

該座體10為一立體座體，其包含複數照射面係為非共平面，該座體10於白晝具太陽光線時，至少有一照射面接受入射太陽光之照射。由於每一照射面為非共平面，即兩兩相鄰的照射面之間存在一角度轉換關係，其中該角度轉換關係至少包含方位角及仰傾角關係。該座體10之型式不限定，其可以為半球狀之座體、半球狀多面體、多角錐體、圓錐體、立體梯型等。本實施例之該座體10為一四邊平頂錐體，其包含一頂面(U for up)以及四個側壁面(R for right、L for left、B for back、F for front)，各側壁面分別與該頂面存在前述的角度轉換關係。

各該光感測器20分別對應且固定設於該照射面表面，每一光感測器20於接受來自一太陽光源S之照射，產生一電訊號輸出至該運算模組30，其中該電訊號與該太陽光源S所產生一太陽輻射之強度有關，該太陽輻射包含一直達輻射P_D 及一散漫輻射P_sky 。其中，該直達輻射P_D 是各光感測器20直接接收到自太陽光源S之入射方向的太陽輻射，所以該直達輻射P_D 與各光感測器20與太陽光源S的入射角度關係有關，且與大氣環境狀態有關(如氣候)；修正各光感測器20的角度關係後，該直達輻射之一垂直分量可以表示為：P _D cosΦ _i 。

散漫輻射P_sky 則是光感測器20接收到太陽光源S被大氣環境狀態或周遭建築物反射、散射後已經改變原始入射方向而改由從四面八方散射、漫射的太陽輻射，因此散漫輻射P_sky 與各光感測器20與太陽光源S的入射角度相對較無關係。

該運算模組30由各光感測器20讀取接收該電訊號，再配合各光感測器20之該角度轉換關係及一太陽方位資訊40，經一轉換估測方法估算一穿透率、一最大可利用光功率與該直達輻射和該散漫射之比例。該太陽方位資訊40與一檢測點地理位置(經緯度)以及一量測時間有關，因此，該運算模組30由外部或自行檢測、產生該檢測點地理位置及該量測時間，作為估算該最大可利用光功率之參數。該穿透率為一即時量測光功率對一光功率基礎之比值，該最大可利用光功率為任一個該光感測器20、一太陽能面板或光能檢測元件垂直於太陽光入射方向所感測之太陽輸出光功率。

該運算模組30為一單晶片電路、一可程式邏輯電路或類似的具備獨立運算能力之電路模組，本實施例之該運算模組30包含一中央處理單元31、分別與該中央處理單元31電性連接之一類比數位轉換器33、一太陽方位計算單元34及一顯示單元37，以及複數個放大器35，其中，各放大器35與該光感測器20電性連接，其放大所連接之光感測器20的電訊號後輸出至該類比數位轉換器33，該類比數位轉換器33則再將電訊號數位化後輸出至該中央處理單元31。該太陽方位計算單元34讀取該太陽方位資訊40之時間與經緯度並據以計算一即時太陽位置輸予該中央處理單元31。該中央處理單元31依據所讀取的該即時太陽位置及數位化之電訊號，利用該轉換估測方法計算該最大可利用光功率以及該直達輻射和該散漫射之比例。本實施例之該太陽方位計算單元34係由一外部時鐘晶片與一經緯度輸入單元(可以手動輸入方式或讀取自一全球衛星定位裝置之感測結果)取得時間及經緯度，並以內儲之一萬年曆公式參照運算得到即時太陽位置。

在該轉換估測方法方面，由於各光感測器20相對於該太陽光源S之位置關係均不同，因此其所分別感測之太陽光源S之直達輻射及散漫輻射之比例各有不同；易言之，某個或某些與太陽光源S入射方向垂直或具有垂直投影分量的光感測器20在一般的天候狀況下，可以感測到相對較大的直達輻射之比例，而背對太陽光源S之光感測器20的感測結果可能僅包含散漫輻射。所以，該些光感測器20可以依據太陽光源S之光輸出輻射的感應結果以及各光感測器20之角度轉換關係，經過座標轉換、代數運算及資料庫比較判斷等方式取得該太陽光源S在感測當時的環境天候下，各光感測器20所能接收、取得的最大可利用光功率(為各光感測器20於該太陽光源垂直直射路徑時之光功率)。因此，當一可追光太陽能板裝置採用本實施例時，理論上與該可追光太陽能板裝置之一太陽能板擺設方位一致之任一光感測器20也可偵測到太陽能板所應接收到之光功率，所以本實施例之計算結果不僅可以讓該追光太陽能板作為追光的參考，本實施例更可以提供該可追光太陽能板裝置、或一固定式太陽能板判斷其光電轉換之結果是否符合預期。

為更詳盡說明透過角度轉換關係及光功率運算的過程，以本實施例之四邊平頂錐體為範例說明各光感測器20之座標轉換、轉換估測方法，如后：

(1)向量幾何空間

使用向量幾何空間的方式，得到太陽光源S相對於水平感測器20(U)的入射角度φ與方位角度α，如第二圖所示，其中：

φ：太陽光源入射角(太陽光源S與Z軸之夾角)

α：太陽光源方位角(XY平面上投影與X軸之夾角)

R：太陽光源與原點之距離。

且，太陽光源S之座標軸可以表示為：由於太陽光源S對地球的距離(即R值)視同無窮遠，因此可將上列太陽光源S之座標軸表示為：

(2)座標轉換

使用旋轉座標的方式先繞位於水平面之光感測器20(U)的Z軸旋轉θ _z 角度，如第四圖，得到水平面座標逆時針旋轉後的新座標軸x1、y1與z1，其中z1的角度為該水平光感測器20(U)的入射角方程式；繞x1軸旋轉θ _x 角度，可得到x2、y2與z2的座標軸，而z2為右面之光感測器20(R)的入射角方程式，左面之光感測器20(L)的入射角方程式則是繞x1軸旋轉-θ _x 角度即可得到；繞y1軸旋轉θ _y 角度，可得到x3、y3與z3的座標軸，而z3為後面之光感測器20(B)的入射角方程式。其中，前面之光感測器20(F)的入射角方程式則是繞x1軸旋轉-θ _y 角度即可得到，座標軸轉換過程如下所示：

(i)繞Z軸轉θ _z 角度，可得新的座標軸x₁ 、y₁ 與z₁ ：

水平面之光感測器20(U)之入射角為繞Z軸旋轉θ _z 角，求得右面之光感測器20(R)與太陽光源S間之關係式(A)：

z1=cosΦ =cosΦ _U 　(A)

(ii)繞x1軸轉θ _x 角度，可得新的座標軸x₂ 、y₂ 與z₂ ：

右面光感測器20(R)之入射角為繞x1軸向右旋轉θ _x 角，求得右面光感測器20(R)與太陽光源S間之關係式(B)：

z2=(sinΦ cosαsinθ _z +sinΦ sinαcosθ _z )sinθ _x +cosΦ cosθ _x =cosΦ _R 　(B)

左面之光感測器20(L)之入射角為繞x1軸向左旋轉-θ _x 角，求得左面之光感測器(L)與太陽光源S間之關係式(C)：

z2=-(sinΦ cosαsinθ _z +sinΦ sinαcosθ _z )sinθ _x +cosΦ cosθ _x =cosΦ _L 　(C)

(iii)繞y1軸轉θ _y 角度，可得新的座標軸x₃ 、y₃ 與z₃ ：

後面之光感測器20(B)之入射角為繞y1軸向右旋轉θ _y 角，求得右面之光感測器(R)與太陽光源S間之關係式(D)：

z3=-(sinΦ cosαcosθ _z －sinΦ sinαsinθ _z )sinθ _y +cosΦ cosθ _y =cosΦ _B 　(D)

前面之光感測器20(F)之入射角為繞y1軸向左旋轉-θ _y 角，求得前面之光感測器(F)與太陽光源S間之關係式：

z3=(sinΦ cosαcosθ _z －sinΦ sinαsinθ _z )sinθ _y +cosΦ cosθ _y =cosΦ _F 　(E)

(3)　各光感測器20的入射角度(θ _x 、θ _y 與θ _z 為任意角度)

整理(A)~(E)式後可得各個光感測器20的太陽光源S之入射角度：

其中，

φ：為太陽光源(同水平面)入射角，其可由該太陽方位計算單元34計算而得。

α：為太陽光源(同水平面)方位角，亦為由該太陽方位計算單為34取得。

θ _z ：水平旋轉該座體10及各光感測器20的方位角度。

θ _x 、θ _y ：前面、後面、左面與右面光感測器20所擺放的傾斜角度。

由前列(4-1)~(4-5)式中即可分別求得：Φ _U ：水平感測器之入射角；Φ _R ：右方感測器之入射角；Φ _L ：左方感測器之入射角；Φ _B ：後方感測器之入射角；Φ _F ：前方感測器之入射角。

(4)　五方位光感測器之方程式

如前述，各光感測器20接收該太陽光源S之輻射可以分成P _D (直達輻射)與P _sky (散射、漫射)兩個主要成分。如果考慮太陽光源S之輸出輻射含有P _D 、P _sky 的五個光感測器20的方程式如下列(5-1)~(5-5)式。

換言之，每個光感測器20之感測結果都可能包含直達輻射P_D 、散漫輻射P _sky,i 兩種輻射(i=U、R、L、B及F)，因此，由上列公式(5-1)~(5-5)可知，透過前述的轉換及各光感測器20之感測結果(即P_U 、P_R 、P_L 、P_B 、P_F )，即可以轉換估測方法換算或推估該太陽光源S之P _D 、P _sky 兩種輻射之含量，藉以推估該最大可利用光功率。以本實施例為例，該中央處理單元31使用公式(4-1)~(4-5)算出各光感測器20之入射角，最後便可由以上資訊得知太陽光源S之方位、高度、最大可利用功率(含P _D 、P _sky 成分)，並將光功率之計算結果顯示於該顯示單元37。進一步地，該中央處理單元31也可進一步由P _D cosΦ _i 、P _sky,i 之比例估測量測時之天候狀況(陰雲、晴、黃昏、清晨等)，並且將各資訊顯示於LCD螢幕上。

在使用時，本實施例之任一個光感測器20可以與一固定式太陽能板之擺設角度一致，依據前述可知，該光感測器20之感測結果即可得知最大可利用光功率，因此該光感測器20之感測結果可以作為判斷該固定式太陽能板之光功率感測是否正常之依據。由於其中一個光感測器20與固定式太陽能板與太陽光的入射角度一致，因此，系統管理者可以經過簡單的比較判斷電路即可以得知該固定式太陽能板所感應太陽光之光功率是否正確，藉此達到遠端檢測固定式太陽能板是否正常工作之技術功效。舉例說明之，該固定式太陽能板可能受到遮蔭、外力撞擊破損或髒污遮蔽等因素，使感測的光功率與最大可利用光功率有差異，此時，配合比較該光感測器20之感測結果，遠端監控者即可得知污損或毀損狀況，藉此派員維修，而可達到節省維護成本之功效。進一步詳述該轉換估測方法，請參考第五圖，其步驟包含：

(STEP 0)讀取地理位置、時間及各光感測器20之角度關係： 如第五圖之流程步驟<1>~<5>，進行轉換估測方法之前，必須先取得必要的輸入參數以及簡單的校正，諸如：

<1>先輸入當地地理位置：可以手動輸入經緯度、高度等資訊或GPS衛星定位取得之；

<2>校正時鐘晶片的日期和時間；

<3>輸入各感測器20之擺放資訊：設定θ _x 、θ _y 與θ _z 角度；

<4>(使該太陽方位計算單元34)讀取完成日期與時間；

<5>依據流程步驟<1>~<4>之參數輸入與取得，該太陽方位計算單元34計算得知太陽入射角、方位角，其中該太陽方位計算單元34可能是內儲電子萬年曆程式之單晶片電路。

(STEP1)計算太陽光源對配置於不同方位的光感測器之入射角度關係及讀取各光感測器之光功率：

依據(STEP0)之計算結果，該中央處理單元31可依據下列流程步驟計算角度關係及光功率：

<6>由前述公式(4-1)~(4-5)計算得到各個光感測器20之入射角度；

<7>讀取各光感測器20所接收到的光功率；

(STEP2)依據不同方位之光感測器感測的光功率及各光感測器的方位角度關係，估測計算天候狀況：

<8>將各光感測器20之光功率作大小排序：本實施例中，該中央處理單元31將不同方位所感應之光功率與各光感測器20相對於太陽光源S之入射角進行大小排序。理論上，入射角最小者的該光感測器20所偵測的光功率為最大；入射角最大的該光感測器20所偵測的光功率為最小，即是式(6-1)所代表的狀況：

於此，P_Φ1 ～P_Φ5 為本實施例之五個光感測器20，具有最小到最大入射角之光感測器20的排序關係；P₁ ～P₅ 則為本實施例之五個光感測器20實際量測的光功率排序大小。

雖然理論上光功率之大小排序應該與光感測器與太陽光源S之入射角度具有順序性的對應關係(如上列公式(6-1)所述)，但是，此一順序性的對應關係可能因為氣候或其他環境因素(雲、霧等)而有所改變，例如式(6-2)：

即代表具有Φ2入射角關係的光感測器20所接收的光功率可能開始遭受到雲層遮蔽太陽的影響，使其應可感測的光功率順位降低。之後，由下一步驟<9>進行太陽直達輻射之穿透率判別。

<9>判斷天候狀況：該中央處理單元31可以前述的光感測器20入射角計算與其光功率讀取值，依據下表1所列的一天候判斷基準比較資料估測計算感測當時之不同天候狀況與一穿透率(η)，其中，該穿透率(η，或稱太陽直達輻射穿透率)為太陽直達輻射穿透雲層後，地面(或光感測器20位置)所接收到之直達輻射之修正值。

其中，(平均光功率)，n=1～5；ΔP _max =P 1－P 5(光功率差)；，Φ _min 為具有一最小入射角之光感測器20之入射角度，PΦ min為Φ _min 之光功率。

如果滿足表1之(7-1)與(7-9)式則判斷為感測當時天候為「陰天」，其穿透率η=0~0.1；滿足(7-2)~(7-6)與(7-10)式為不同程度之「多雲」氣候(視天空受雲層掩蔽之程度而定)，其穿透率η=0.1~0.8(隨雲層漸少其穿透率η相對漸增)；滿足(7-7)與(7-11)式為「薄雲」氣候，其穿透率η=0.8~0.9；滿足(7-8)與(7-12)式為「晴天」氣候，其穿透率η=1。

表1及上列所述之分級，僅為範例，使用者當然可以依據自己的判斷基準與經驗規劃，重新設定公式(7-1)~(7-12)，或者，甚至可以做更細緻的分類。另外，清晨與黃昏之情況則可搭配太陽光源S之高度角決定

(STEP 3)：計算直達輻射晴天理論值並求解最大可利用光功率、直達輻射及散漫輻射

<10>由一太陽輻射公式計算「晴天」時，垂直該太陽光源S入射方向之最大可利用之光功率Pv(v for vertical)的直達輻射P _D 成分之一直達輻射(晴天)理論值Pb。其中，本實施例所使用的太陽輻射公式主要係由Kreith&Kreider(1978)提出，說明如下：

(1).推求一大氣層外太陽輻射量Po

其中，1367為太陽常數；D為一年中該日的日序。

(2).由大氣層外太陽輻射量Po計算出一大氣層內垂直於太陽入射方向之平面的一太陽直達輻射理論值Pb：

M (0,h )=[1229+(614‧sinh)² ]^1/2 －614‧sinh　(8－2)

τ _atm =0.5(e ^{-065‧ M ( z , h )} +e ^{-0095‧ M ( z , h )} 　(8－4)

P _b =P _o ‧τ _atm 　(8－5)

其中，M(0,h)：海平面上的大氣質量；M(z,h)：海平面起算Z處的大氣質量；

h：太陽光源S高度角

τ _atm ：晴天的大氣傳達度(Transmittance)

以該太陽輻射公式計算的晴天時垂直太陽光源的最大可利用太陽光功率Pv(v for vertical)中的直達輻射理論值P _b ，並以針對不同天候情況下所建立的穿透率η作理論值P _b 的修正，即P _D =η×P _b ，代入公式(5-1)~(5-5)中，計算該座體10之各面上的光感測器20的直達輻射P_D 與P _{sky , i} 值，且由太陽穿透率η也可以得知Pv的P _D 與P _sky 的比例成分，即可從已修正的P _D 理論值推算出Pv的P _sky ，進而得知即時Pv值。

<11>將前述之計算結果輸出顯示：將所有太陽光源S的資訊顯示(天候狀況、位置、光功率、直達輻射、散漫輻射、最大可利用太陽光功率Pv(Pv=P _D +P _sky ))於顯示單元37上。

進一步地，也可將本實施例之最後運算結果傳給可追光太陽能板裝置，讓該可追光太陽能板裝置可以依據本實施例之感應、計算結果，調整太陽能板的方向而達到追光功效，同時，可以比較由本實施例所讀取的最大可利用太陽光功率比較本身之太陽能板所感測的光功率，藉以判斷該太陽能板是否正常工作或發生故障。因此，本實施例不僅可以讓太陽能板藉此得知太陽光源S的方位而提高能源轉換效率，更可讓整體系統比較太陽能光電板最終的能源轉換是否符合預期，讓維護人員可以遠端即時監控太陽能光電板運算正常與否，大為節省人力成本。

10．．．座體

20．．．光感測器

30．．．運算模組

31．．．中央處理單

33．．．類比數位轉換器

34．．．太陽方位計算單元

35．．．放大器

37．．．顯示單元

40．．．太陽方位資訊

S．．．太陽光源

第一圖為本發明較佳實施例之透視立體示意圖。

第二圖為本發明較佳實施例之座標系統示意圖。

第三圖為本發明較佳實施例之電路方塊示意圖。

第四圖為本發明較佳實施例之轉換角度示意圖。

第五圖為本發明較佳實施例之流程塊示意圖。

20．．．光感測器

30．．．運算模組

31．．．中央處理單元

33．．．類比數位轉換器

34．．．太陽方位計算單元

35．．．放大器

37．．．顯示單元

40．．．太陽方位資訊

Claims (9)

1. 一種太陽光功率判斷裝置，其包含一座體、複數個光感測器及一運算模組，其中：該座體為一四邊平頂錐體立體座體，其包含複數照射面係為非共平面，兩兩相鄰的照射面之間存在一角度轉換關係；該照射面為該座體之一頂面以及四個側壁面，且該頂面及四個側壁面分別固定設有一個該光感測器；各該光感測器分別對應且固定設於該照射面表面，每一光感測器於接受一太陽光源照射時產生一電訊號輸出至該運算模組；該運算模組以接收各光感測器接收之電訊號、各光感測器之角度轉換關係及一太陽方位資訊，經一轉換估測方法估算該太陽光源一穿透率、一最大可利用光功率、一直達輻射與一散漫輻射，該轉換估測方法係以該太陽方位資訊取得該太陽光源與各光感測器之方位與角度關係，再以各光感應器感應該太陽光源之光輸出功率與轉換角度關係，以及依據所得之該穿透率及一天候判斷基準比較資料，估算各光感測器受該太陽光源垂直直射時之該最大可利用光功率以及該直達輻射、該散漫輻射。
2. 如申請專利範圍第1項所述的太陽光功率判斷裝置，該運算模組由一時間輸入及一經緯度輸入，以一萬年曆計算公式計算該太陽光源及各光感測器之位置關係。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述的太陽光功率判斷裝置，該運算模組包含一中央處理單元、分別與該中央處 理單元電性連接之一類比數位轉換器、一太陽方位計算單元及一顯示單元，以及複數個放大器，其中，各放大器與各光感測器電性連接，每一放大器放大所連接之該光感測器的電訊號後輸出至該類比數位轉換器，該類比數位轉換器再將電訊號數位化後輸出至該中央處理單元，該中央處理單元以該太陽方位資訊及角度轉換關係透過執行該轉換估測方法計算該最大可利用光功率、該直達輻射及該散漫輻射並顯示於該顯示單元。
4. 如申請專利範圍第3項所述的太陽光功率判斷裝置，其中：該經緯度輸入係以一全球衛星定位系統輸入經緯度；及該轉換估測方法係先將各感測器所感測的光功率排序後，以一已知的天候判斷基準比較資料判斷該穿透率及一天候狀況，並以一太陽輻射公式計算晴天時的該最大光功率及該直達輻射理論值，而換算各光感應器所感應的該直達輻射及該散漫輻射。
5. 一種太陽光功率判斷方法，其步驟包含：計算複數個相對位於一太陽光源不同方位的光感測器之入射角度關係及方位關係；讀取各光感應器所感測的光功率；比較排列各光感應器所感測之光功率大小順序；依據入射角度關係及方位關係、各光感測器之光功率大小順序，計算比對一天候判斷基準比較資料，判斷一穿透率及一天候狀況後，以一太陽輻射公式計算晴天時之一 最大可利用光功率理論值，及直達輻射及散漫輻射。
6. 如申請專利範圍第5項之太陽光功率判斷方法，其中：以該天候判斷基準比較資料判斷天候及穿透率係以各光感測器所感結果之最大差距對平均值之數值的大小判斷天候及穿透率。
7. 如申請專利範圍第6項之太陽光功率判斷方法，其中估測計算天候狀況之一清晨或黃昏係透過該太陽光源之一高度角決定。
8. 如申請專利範圍第7項之太陽光功率判斷方法，其進一步包含將該最大可利用光功率、直達輻射、散漫輻射及天候狀況予以顯示。
9. 一種太陽光功率判斷之程式產品，當電腦載入該太陽光功率判斷之程式產品並執行後，可完成申請專利範圍第5項之方法。