<p> 　</p><p align="left"><font size="1" color="#CCFF99">能源科技投資 Energytech Resources </font></p>-風能 http://blog.roodo.com/energytech/archives/cat_330571.html &nbsp; |&nbsp; 團隊&nbsp; |&nbsp;最新專題&nbsp; |&nbsp; 參訪報導&nbsp; |&nbsp; 留言版 &nbsp; |&nbsp; ERnews首頁 zh-tw Roodo Blog System All Rights Reserved 風機葉片結構
圖一:一體成型風力發電機葉片~均碩

     風機葉片結構可以有許多種形式,不同的樣子與結構會產生不同的發電效率,壽命與對環境的影響。 

     前面的文章中我們已經分別從集風、馬格納斯型、可增減葉片受風面積、低風速啓動等方向分別介紹了不同的風力發電機。

     本篇文章我們則再特別從葉片結構本身,來介紹幾款風機。
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圖四:高空風力發電機~Charles M. Fry, Henry W. Hise


     我們都知道同一地區離地高度越高的地方,該處的風速與風能密度都會比較高! 這也是為什麼水平式大型風力發電機的塔柱高度隨著單機發電功率的增加而同步增高,目的就是希望捕捉到更多的風能,帶動更大型的風機葉片與發電機。

     當然,不斷增高風塔的高度也代表著不斷增加的裝機成本! 同時,風塔的高度也會有相對的限制!因此,不使用風塔來取用高空風能,就成為發明家心中的不可能任務。
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圖一:馬格納斯效應原理~MECARO

   在介紹馬格納斯型風力發電機之前,先來簡單說明一下馬格納斯效應原理!

所謂馬格納斯效應Magnus effect指的是球體或圓柱體在流體介質中運動,如果球體或圓柱體受到作用力出現自旋的情況時,則圓柱體上端或是下端的空氣流動方向將與圓柱體的自旋風向出現同向或反向(參考圖一)的情況!

    根據白努力定律（Bernoulli's Principle）,當流體(液體或是氣體)的流動速度增加則壓力會減小,相反的如果流體的流動速度減少則壓力會加大。
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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。
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圖一:可控制葉片傾角的風機~核研所


     由於風力發電機發電的效率與葉片受風面積成正比,因此如果能夠改良風機葉片設計結構,在額定風速以內有效提高受風面積,就能提高該風機的發電效率。

     當然,如果還能兼顧在額定風速以外的風力環境下(例如颱風),有效的降低風機頁片受風面積,就能避免發電機轉速過快,過熱而燒毀的情形發生。

     圖一是核研所針對提高垂直式風績的葉片受風面積所提出的設計概念,原理利用了水平式風機常用的飛機尾翼概念,靠著尾翼受風自動將風機葉片移轉到面風向,同時採用雙尾翼設計,可以比較有效處理側面來風的風場狀況。
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圖一:可自動調整之集風式風力機~遠東科技大學

   
     我們都很希望能夠提高風力發電機的發電轉換效率!

     由於風機轉動的動能與風速的三次方成正比,而且也與風機葉片的受風面積成正比。因此,透過加大受風面積或是提高吹動風車葉片的風速,都是可以採取的有效方法。

      圖一介紹的就是遠東科技大學發明的可自動調整之集風式風力機! 從圖一中我們可以看到該裝置結構擁有前後兩個一進一出的導風裝置,而且該導風裝置具有進風口與出風口都大,中間風機置放處縮小的結構。這種結構的好處是可以有效提高風速推動風機運轉發電。

     另外,遠東科技大學運用可以自動開關的平板裝置,可以調整集風口的面積,來提高集風的效率,同時可以透過調整出風口面積大小,避免出風口壓力變化過大,減少風機葉片損壞的機會。

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圖一:車用外掛型風力發電機~Christian Stoeckert

     我們都知道開車的時候,窗外的風很大很強! 我們也都常常想,能不能把車窗外的風能轉變成為電能儲存起來,提供給車子使用。

     無疑的,有些更積極的人早已進一步化想法為行動,投入資源來研發各種各樣的車用風力發電機系統,希望有一天能真正量產加惠世人!
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圖十  新高能源公司的風光發電型路燈
資料來源：http://www.hi-energy.com.tw
      新高能源位於臺北縣林口鄉，屬於台電公司維修協力廠大菱鋼鐵公司的相關企業，是台灣最先投入小型風力發電系統研發、製造與系統整合的專業廠商。2004年大菱申請經濟部鼓勵中小企業開發新技術推動計畫（SBIR），開始進行垂直軸中小型風力發電設備的研發。同年新高能源正式成立，接手發展垂直軸式風機產品，並且善用學校資源，與成功大學ヽ清華大學與台灣科技大學，合作開發各項關鍵技術。 (繼續閱讀...) ]]> http://blog.roodo.com/energytech/archives/4691085.html http://blog.roodo.com/energytech/archives/4691085.html 風能 Thu, 20 Dec 2007 11:10:01 +0800 中國開拓者 ― 新疆金風科技股份有限公司

圖九  金風公司生產的風力發電機
資料來源：http://jdhb.xjetc.gov.cn
      新疆金風公司的前身為國有企業新疆風能公司，自從1980年代即開始研製風力發電機製造技術，1998年正式改組成為股份有限公司，成為中國最早的風力發電機整機製造企業。金風公司位於偏遠人稀的新疆烏魯木齊，工業基礎相對薄弱，形成擅長研發拙於製造的局面，因此採取兩頭在內中間在外的商業模式，亦即一頭重視自主研發、整機組裝與質量控制，另一頭重視市場開拓與服務，中間需要密集勞動力和大量資金成本的零組件製造全都外包。 (繼續閱讀...) ]]> http://blog.roodo.com/energytech/archives/4691077.html http://blog.roodo.com/energytech/archives/4691077.html 風能 Thu, 20 Dec 2007 11:05:12 +0800 產業風雲點將錄
      金風科技目前在風電機組研製、國產化率、市場佔有率，以及生產能力等方面皆有優異表現，已成為中國國內風力發電設備製造的龍頭企業，並在本年（2007）12月股票公開上市。新高能源雖然創立時間迄今只有三年，但是已經完成風機技術與產品的開發，並且開始行銷海內ヽ外，發展速度與經營用心都值得學習。

請繼續閱讀   下一子單元" 中國開拓者 ― 新疆金風科技股份有限公司 "
http://blog.roodo.com/energytech/archives/4691077.html
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圖八 台電公司設置於澎湖中屯的風力發電系統
 資料來源：http://www.penghu-nsa.gov.tw
      根據工研院能環所的估算，台灣的陸上與離岸風能潛力合計只有3,000 MW，因此本土的風力發電市場規模有限，加上重電工業基礎一向不足，是否能長期支持大型風機的製造產業，實是一個值得深思的問題。目前台灣風能產業面臨的問題可歸納如下： (繼續閱讀...) ]]> http://blog.roodo.com/energytech/archives/4691025.html http://blog.roodo.com/energytech/archives/4691025.html 風能 Thu, 20 Dec 2007 10:56:34 +0800 風電產業現況

圖七 風力發電產業結構


      風力發電的元件結構可分為葉片系統、電力系統、結構系統、傳動系統與控制系統五個次系統，葉片的成本約 20%、塔架 15%、齒輪箱 15%、機座 11%、發電機 10%。目前僅有塔架和配電箱自給率較高，其餘元件都偏低，因此經濟部工業局已經通過再生能源設備產業推動計畫，希望建立本土化設備零組件供應鏈。 (繼續閱讀...) ]]> http://blog.roodo.com/energytech/archives/4690933.html http://blog.roodo.com/energytech/archives/4690933.html 風能 Thu, 20 Dec 2007 10:52:55 +0800 風力發電成本
圖六  風力發電成本比較

      風力發電的主要成本為機組購買與安裝的投資費用，但是由於設備價格高昂，以及風場規模不宜過小，大多需要貸款支付，因此將會產生可觀的利息支出；此外，還要加上維修保養與經營管理的費用。至於風力電廠的收入完全來自利用風力產生的電力，此部分受到幾個因素的影響，主要為安裝地點風力的變化，機組的效率與可用率，以及電力的收購費用，其次為可能爭取到CO2 排放減量的補助費用。 (繼續閱讀...) ]]> http://blog.roodo.com/energytech/archives/4690887.html http://blog.roodo.com/energytech/archives/4690887.html 風能 Thu, 20 Dec 2007 10:48:46 +0800 台灣市場概況
圖五  台灣風力發電安裝容量統計（2007年六月）
      台灣風能產業的商業化運轉始於2000年，台朔重工在彰化麥寮啟動4部660 kW機組，並且正式併聯運轉；2001年台電公司完成澎湖中屯2.4 MW的風力發電設置，2002年正隆集團在新竹建立3.5 MW的春風風力電廠，接著2004年台電公司在澎湖中屯再增加2.4 MW的風力發電容量。 (繼續閱讀...) ]]> http://blog.roodo.com/energytech/archives/4690843.html http://blog.roodo.com/energytech/archives/4690843.html 風能 Thu, 20 Dec 2007 10:45:25 +0800 台灣風能產業報導 (繼續閱讀...) ]]> http://blog.roodo.com/energytech/archives/4690811.html http://blog.roodo.com/energytech/archives/4690811.html 風能 Thu, 20 Dec 2007 10:43:28 +0800 政策影響市場

圖四  大型風力發電廠
      風力發電市場的蓬勃發展，主要係受到許多國家的政策影響，尤其是減稅優惠、收購電價與年數，顯然是影響業者投資的主要因素。以德國為例，2006年全部風力機組的總容量為20,622 MW，合計總發電量為306 億kWh，占全國總需求電量的5.7%；此種引發廠商大量投資的動力，來自政府保證收購電價的利多因素。最近德國政府重新修正獎勵政策，提高離岸風力的收購電價與優惠措施，預計將可誘導廠商投入離岸風力的開發，繼續維持風力發電的市場成長與發電實績。 (繼續閱讀...) ]]> http://blog.roodo.com/energytech/archives/4690771.html http://blog.roodo.com/energytech/archives/4690771.html 風能 Thu, 20 Dec 2007 10:39:04 +0800 中國市場概況

 圖三  中國風力發電市場需求容量
資料來源：根據GWEC調查資料整理製圖
      中國擁有廣大的土地與綿長的海岸，因此風能潛力相當豐富。根據中國氣象研究所的估計，陸地風能開發總潛能達到253 GW，可開發地區包括東南沿海、近海島嶼、內蒙古、新疆、河西走廊、西北地區、青海西藏高原；此外，離岸風力的總潛能為750 GW。 (繼續閱讀...) ]]> http://blog.roodo.com/energytech/archives/4690721.html http://blog.roodo.com/energytech/archives/4690721.html 風能 Thu, 20 Dec 2007 10:35:15 +0800 市場需求分佈
(a) 累積安裝容量                  (b) 年度安裝容量

 圖二  全球風力發電市場分佈
資料來源：http://www.gwec.net


      按照GWEC的調查報告，2006年止全球風力發電總安裝容量為74,223 MW，其中以德國最多，達到20,622 MW，其次為西班牙，總數為11,615 MW，再次之為美國，數量為11,603 MW，接著為印度（6,270 MW）與丹麥（3,136 MW）。目前全球有13個國家的總安裝容量超過1,000 MW，其中法國與加拿大為新加入者。 (繼續閱讀...) ]]> http://blog.roodo.com/energytech/archives/4690679.html http://blog.roodo.com/energytech/archives/4690679.html 風能 Thu, 20 Dec 2007 10:30:26 +0800 全球風能市場

圖一  全球風力發電機組安裝容量
資料來源：http://www.gwec.net

      根據全球風能理事會（GWEC）出版的全球風力發電調查報告，Global Wind 2006 Report，1997年全球風力發電市場為1,530 MW，2006年的安裝容量達到15,197 MW，十年來大約增加10倍。2006年的設備產值達到230億美元，至於年度的容量成長率為41%，2007年將繼續保持成長的態勢，預估可增長至20,000 MW。主要的市場需求為歐洲各國，但是亞洲與北美的市場也正在迅速崛起。 (繼續閱讀...) ]]> http://blog.roodo.com/energytech/archives/4690625.html http://blog.roodo.com/energytech/archives/4690625.html 風能 Thu, 20 Dec 2007 10:25:53 +0800 全球風能市場動向   (繼續閱讀...) ]]> http://blog.roodo.com/energytech/archives/4690563.html http://blog.roodo.com/energytech/archives/4690563.html 風能 Thu, 20 Dec 2007 10:21:55 +0800 空氣壓縮型風力機

圖四  魏永彬先生的空氣壓縮型發電機

 

     一般風力發電機都是直接利用風力轉動葉片，再帶動發電機產生電力，但是本項風力機展品卻是先將風力能先用於壓縮空氣，接著再轉化為傳動機制，最後才帶動發電機。此種產品同時使用三部風車，每部風車安裝六片伸縮式長方形葉片，風速太大時可縮短葉片長度以資保護。根據發明人魏永彬先生的說法，此種機型發電效率較高，目前已經獲得台灣的新型專利，而且完成雛型機的打造，準備進行實地驗證。

(繼續閱讀...) ]]> http://blog.roodo.com/energytech/archives/4286285.html http://blog.roodo.com/energytech/archives/4286285.html 風能 Thu, 11 Oct 2007 20:50:44 +0800 嘉寶風場之規劃特性

★本計畫所有線路均採用地下化設計

本風廠所有線路均採用地下化設計，避免擾民及造成景觀上之衝擊。

★廠址選擇濱海空曠場所

本風廠為點狀散佈不影響現地使用，且所選位置均距離民宅有數百公尺之距離，故不致引發居民反感。

★結合濱海遊憩區延伸觀光帶

風廠景觀特殊，從遠處即能聚集眾人目光，故能將觀光帶由淡水漁人碼頭經八里左岸、八仙樂園、再生能源展示區延伸至嘉寶村一帶，增加當地居民收益。

]]> http://blog.roodo.com/energytech/archives/4128013.html http://blog.roodo.com/energytech/archives/4128013.html 風能 Wed, 12 Sep 2007 17:28:19 +0800 嘉寶風發場對當地之助益

★地標效應：

     風力發電機凸出地面往往高達100公尺左右，從遠處即可吸引眾人之目光，達到聚集人潮的效果。

★串聯現有觀光帶：

     將此一地區與八里左岸及渡船頭的美景串聯起來，並與淡水的美景遙相呼應，帶動八里及林口邊陲地區的觀光風潮，使得台北縣八里及林口沿海地區成為帶狀的風景區，增添八里及林口之美景與休憩區。

(繼續閱讀...) ]]> http://blog.roodo.com/energytech/archives/4128003.html http://blog.roodo.com/energytech/archives/4128003.html 風能 Wed, 12 Sep 2007 16:41:19 +0800 *風力發電的特性及優點 ★環境保護方面:

    風力取之不盡、用之不竭，發電過程中不需要任何燃料，也不排放污水、廢氣，並將潔淨的風力轉換成電力，有效降低燃油或燃煤發電對環境所造成之污染。

(繼續閱讀...) ]]> http://blog.roodo.com/energytech/archives/4127841.html http://blog.roodo.com/energytech/archives/4127841.html 風能 Wed, 12 Sep 2007 16:39:40 +0800 *優質的風力發電場~嘉寶

★本計畫所有線路均採用地下化設計

本風廠所有線路均採用地下化設計，避免擾民及造成景觀上之衝擊。

★廠址選擇濱海空曠場所

本風廠為點狀散佈不影響現地使用，且所選位置均距離民宅有數百公尺之距離，故不致引發居民反感。

 

(繼續閱讀...) ]]> http://blog.roodo.com/energytech/archives/4127833.html http://blog.roodo.com/energytech/archives/4127833.html 風能 Wed, 12 Sep 2007 16:37:49 +0800 自製低轉速風力發電機

5/6(日)深夜,住在風城的蘇先生來信說他對於4/28我們介紹的"永磁直流無刷馬達"產品有興趣,想看看能不能與他目前正在研發的風力發電機配合!而我在研究了蘇先生提供的"低轉速永磁無刷風力發電機"後,決定5/8順道跑一趟風城,了解蘇先生努力的成果與未來發展方向!

(繼續閱讀...) ]]> http://blog.roodo.com/energytech/archives/3199755.html http://blog.roodo.com/energytech/archives/3199755.html 風能 Wed, 09 May 2007 22:07:09 +0800 優質的風力發電場~嘉寶  

 •台灣擁有良好風資源的地區不多，許多已被台電及其他公司所佔據。個案計畫風場位置經實地測風所得，年度滿發小時可達3,200小時以上，為台灣少數具有優勢的風力發電廠之一。

•目前燃料能源供給日益短缺且價格飆漲，替代能源的開發為世界各國政府努力推動的目標。而風力發電不僅具有高度環保的優勢，同時不需依靠任何燃料的供給，並且在將來碳排放權的市場上佔有決定性的優勢。

•八里及林口沿海地區景色優美，配合美麗的風機做為背襯，屆時自然能與周圍景觀融合一體，帶動觀光業以成為一個新景點並且活絡本地區之經濟。

(繼續閱讀...) ]]> http://blog.roodo.com/energytech/archives/3199225.html http://blog.roodo.com/energytech/archives/3199225.html 風能 Wed, 09 May 2007 20:45:12 +0800 *小型風能發電系統 55.PNG

風的形成

風的形成乃是空氣流動的結果! 主要是因為地球受到不同的太陽光強度照射, 使得各地產生溫差; 於是, 暖空氣膨脹變輕向上升, 冷空氣冷卻變重向下降, 這樣冷暖空氣便產生流動, 大氣因而產生對流, 形成了風; 另外, 地球自轉的力量, 也會使大氣流動發生偏向, 影響風的運動!

(繼續閱讀...) ]]> http://blog.roodo.com/energytech/archives/2636910.html http://blog.roodo.com/energytech/archives/2636910.html 風能 Tue, 15 Aug 2006 21:56:38 +0800 *太陽能龍捲風發電塔 54.PNG


人造龍捲風發電塔(對流原理、溫室效應、大氣壓差)

龍捲風是一種破壞力巨大的自然能量, 其內部旋風速度可達到超音速; 但是龍捲風來無影去無蹤,科學家還不能控制龍捲風, 善加利用其氣流能量在發電用途上; 不過, 已經有科學家成功的根據龍捲風形成的原理, 製造人造龍捲風用於發電; 我們稱他為太陽能龍捲風發電塔, 太陽能發電塔或太陽能塔.

(繼續閱讀...) ]]> http://blog.roodo.com/energytech/archives/2636909.html http://blog.roodo.com/energytech/archives/2636909.html 風能 Mon, 14 Aug 2006 14:29:11 +0800