October 4,2009 18:51

低風速啓動的風力發電機

圖一:太陽能輔助之風力發電裝置~黑川科技

   
      在風力發電機的規格說明書內,基本上都會有一個項目,最小啟動風速,代表著要讓這一台風機運作所需的最小風速。 換句話說,如果環境風速低於風機啟動所需要的最小啟動風速,該風機就無法啟動,也就是該風機無法利用當下的風能,無法順利發電! 

      為了要提高風力的利用效率,我們除了可以提高風機葉片的受風面積外,也可以透過導風裝置提高推動葉片的瞬間風速,另外也可以透過輔助機具與能源,來讓風機啟動運轉。
     由於風機一旦突破了最大啟動摩擦力而順利轉動後,所需的持續推動風機運轉發電的風能就可以下降! 換句話說,如果利用風能以外的力量來協助突破最大啟動摩擦力, 就可以順利利用雖然無法突破最大啟動摩擦力,但是卻可以讓風機持續運轉所需的風能。

     圖一介紹的黑川科技就是設計了將太陽能發電裝置外加到風力發電機上,希望透過太陽能發電系統取得的電能,來協助趨動風力發電機的葉片運轉,如此就可以比較有機會突破最大啟動摩擦力,達到低風速啓動的風力發電機的目的。

     另外核研所則是設計了透過市電來當作能源來驅動馬達運轉,協助啟動風機,同時加上感應控制系統,來偵測環境風能狀況,適時提供協助! 也是另一種設計來讓風機順利完成低風速啓動,同時增加風機的發電效率。
     

圖二:低風速啓動之內轉子式風力發電機~永元電機

 
     為了能夠低風速啓動,永元電機設計了具有超大葉輪與六個葉片,同時採用內轉子式的風力發電機

     運用轉子在定子內部旋轉的構造設計,可以降低風機的慣量,減少驅動葉片轉動所需的風能,也就是可以降低啟動所需風速。

     採取多葉片與大於葉片直徑二分之一的超大葉輪結構的目的,就是為了要增加取風面積,不過也因為同時會增加風機葉片的重量與運轉慣量,因此兩者之間必須實驗取的最佳設計值


圖三:磁極及線圈反向旋轉的低風速風力發電裝置~鄭超元


      聖約翰科技大學鄭超元教授則是創新發明了線圈與磁極都各自反向運動的發電機結構,有別於傳統發電機採取轉子與定子結構,也就是線圈動,磁極不動,或是磁極動,線圈不動的設計。

      鄭教授新的發電機結構設計的優點是,透過線圈與磁極的相對運轉,可以大幅降低風機啟動所需外部環境風能;不過這樣子的風機設計的圈點則是在大風力的環境下,比較容易因為運轉過快,造成發電機燒毀的情況發生,也就是必較不容易運用大風能,造成整體發電效率減低。

      圖四,鄭教授將磁極及線圈反向旋轉的低風速風力發電裝置與垂直軸式風機結合,其中上下兩台垂直軸式風機是採取受風運轉方向相反的結構安排,同時分別帶動磁極與線圈作反方向運動。



圖四:垂直軸式磁極及線圈反向旋轉的低風速風力發電裝置~鄭超元




編輯  ERNews高曉龍



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    erventure 發表於樂多回應(1)引用(0)風能編輯本文
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    在應用風力發電時,機台往往要架於相當高的地方,承受溫差與日照對太陽能模組都是一個考驗,並且還需要考慮到抗遮蔽問題,因此CIGS 太陽能模組目前越來越廣氾的被討論與應用,目前國外大廠Q-CELL及台灣的許多大廠都已經開始研發CIGS太陽能模組,本公司也推出這項產品,80 Watt 的 CIGS 模組,相信對於風力發電的輔助會更有幫助.

    Fredentek
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    | 檢舉 | Posted by John at October 21,2009 17:20