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住商與運輸節能科技研發中心

【基礎知識】風能

風力發電機工作原理示意圖
風力發電機工作原理示意圖
實際的風機設置情形
實際的風機設置情形
市電併聯型風電系統
市電併聯型風電系統
混合型的風電系統
混合型的風電系統
國立臺北科技大學
老師:賴名亮
 
  風能轉換靠風力機,而風力機主要是藉由空氣流動(即風)轉動葉片來發電。 葉輪(rotor)為風力機轉換利用風能最重要的系統之一,葉片鎖定於輪轂 (hub)構成葉輪,受風吹之空氣動力作用(包括升力及阻力)繞軸旋轉,擷取風的動能,進而轉換成有用的電能。依據目前的風車技術,大約是每秒三公尺的微風速度(微風的程度),便可以開始發電,並產生風速在每秒十三至十五公尺時(大樹幹搖動的程度)的輸出力道(圖1)。
 
  風力發電系統種類有三種:分別是獨立型、市電併聯型和混合型系統;其中獨立型可單獨供應負載所需電力,而不與電力公司的配電傳輸網路做併聯的系統,獨立型系統將風力發電所發出的電儲存至蓄電瓶,再提供穩定之電源到負載端。獨立型系統主要可應用於電力輸配線不及的地區,如人口稀少的山區或離島;市電併聯型(圖2)與電力公司的配電傳輸網路併接,成為電力系統上的一個小型發電設備。目前風力發電約90%以上都是和與電網併聯方式使用,當風大時儘量用風力機發電,當風小或無風時再使用市電;混合型系統(圖3)指的是結合不同發電技術的電力系統,如風力機搭配太陽光電系統、風力機搭配柴油發電機或其他發電設備等。即使在無風時,這類系統也可以使用太陽光電或柴油發電機供電,避免斷電情形。
 
  風力發電系統設置在陸上時,風機可設置於農田、山脊、海岸線、防風林、沙漠等開闊區域,其設置準則以最低風速需大於 5 m/s,避免設置於人口密度高的地區,以免噪音干擾居民生活,至少要離房屋約300公尺,其噪音即可降至45dB(分貝);當設置在海上時,離岸風機要位於5公尺水深等深線以上海域,距離海岸線5公里寬的緩衝距離,以減少對陸地生態、沿海漁業之影響。
 
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