再生能源報告 風能 班級 二技子二 A

姓名 張佑綸 89303016 關凱鴻 89303009 許志豪 89303002

張哲賓 89303020 張家誌 89103029

再生能源 指的是來源無所匱乏的能源，要讓人類能在球上永續發展，再生能源是必須的 ，然而單單使用再生能源並不保證能夠永續生存，這是因為再生能源仍會產生污染或是製造廢棄物 (例如太陽電池中所使用的重金屬 )，只有當再生能源所產生的廢棄物能被處理時我們才真的能夠永續生存。

何謂再生能源

而從能源政策的觀點看，應該兼顧三個能源政策的傳統目標。 (1) 『供給安全』 (security of supply)：

提供能源供應安全及穩定 (2) 『競爭力』 (competitiveness)：支撐經

濟、就業及福利的動態成長 (3) 『關心環境』 (concern for theenvironment)：維護環境及生態系統

同時維持能源供應安全、能源服務競爭力及環境保護間的合理平衡，三者並重才是一國居民長期福祉。

台灣目前的能源生產，主要仰賴核能、燃煤及燃油，不僅原料受制於外國，因能源開發而造成的環境污染也始終無法克服。不過天然氣，石油、煤…等資源。總會銷耗殆盡然而能永續使用無匱乏之虞的能源則可取自大自然中的風及是本組所探討的主題風能

構造及其原理解說 所謂「風力發電」，是利用

風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。

以風車發電原理來敍述風力發電機主要結構包括葉片、發電機、增速裝置、控制系統、塔架機艙 ... 等。

風車的斜面葉片受到風的阻力，產生一股反抗的力量，力量作用而造成風車的轉動就是作用力與反作用力的原理。

構造及其原理解說 風輪的作用是將風能轉換為機械能，它由氣體流動

性能良好的葉片裝在輪軸上所組成，低速轉動的風輪通過傳動系統由加速齒輪箱增速，將動力傳導給發電機。

風向會經常改變，為了有效地利用風能，必須要有自動迎風的裝置，它根據風向感測儀測得的風向信號，由控制器控制偏移電機， 驅動小齒輪再推動塔架上的大齒輪，使整個機艙藉由此自動控制的系統，能夠一直對向迎風面。

風力發電製造過程 風力發電並非一個佔地寬敞的工廠，也不需要高壓電

塔、變電所來進行輸配電。以一台 1000 千瓦的風力發電機為例，塔筒高約 60 公尺，葉片直徑達 50~60 公尺，底座地上面積為 16平方公尺，基座附有小型變電器，由地下電纜將低伏電直接連接上附近電網。現代風力機每台設計壽命為二十年，每半年維護一次，其設計為遙控自動，無人看守，可連接到工程師的手機，一有問題可利用裝有遙控系統的手提電腦馬上解決。

風力發電製造過程 (圖一 )

地下電纜將低伏電直接連接上附近電網

風力發電製造過程 (圖二 )

底座 1

風力發電製造過程 (圖三 )

銜接塔柱

風力發電製造過程 (圖四 )

發電機與變速箱

風力發電製造過程 (圖五 )

葉片

風力發電製造過程 (圖六 )

風力發電廠 以上圖片參考網址來自 http://www.nordex-online.com/produkte_und_service/index.html

應用區域性 風能包含風的多變立方數 ( 如風的立方數 ) ，兩倍高的

風流量能產生 8 倍多的能源。風機製造商和風場發展商因此特別關心風機的選址，盡可能選在風力大的地方。地面的粗糙度，風廓線甚至於建築物，樹、植物和灌木叢都會對當地的風速產生影響。粗糙的地表和附近巨大的障礙物可能產生的紊流會降低能量的產生和增加對風機的磨損。風力發電設置地點須風性良好（風期長、平均風速大、風力平穩）且不受遮擋；並考慮地理環境適宜及交通便利，以減少投資成本並增加出力。一般常設於田埂、河堤、防風林、山脊等，海邊因不受阻檔亦為極佳之設置場所。現在全球之趨勢為朝離岸式發展，以利用海上更佳之風能及節省陸地資源。

雲林麥寮風力發電系統 (圖一 ) 台塑在雲林麥寮工業區

裝設四台風力機組，總發電量達到 2640千瓦，

發電量約 800萬度，於民國八十九年十二月完工運轉

丹麥、哥本哈根海港外的風電場 (圖二 )離岸式 2000 年，丹麥風機生產商提供的 2500 千瓦的新型風機的發電量相當於一個中型核電站的發電量。 2000 年，丹麥風機生產廠家佔有全世界風機生產的 50%的份額。在丹麥，風能用於發電始於 100 多年前的 1891年，所以它的發展有著悠久的歷史。

丹麥、北海 荷恩礁的風電場 80 座 (圖三 )離岸式 大型風力發電機能夠產

生大量的電力，但是也會產生風切噪音，況且是大量連結成風電廠後其噪音。

恐會造成居民的抗議，因此歐洲沿海有將風力發電機組裝在海上，而且又減少了土地徵收的問題。

優點及其缺點改善 風力資源是清潔型，節約型能源 風機消耗能源僅發生在從空氣的帶動到發動機的過程中，一個新型的 1000KW風機年平均可減少其他電力資源所產生的 2000 噸二氧化碳。風機生產能源的平均使用年限是 20 年，它是整個風場總的從建立到運作，維修乃至報廢所花的時間的 8 倍多。換而言之，風場的建立周期平均只花兩到三個月的時間。

優點 豐富的風力資源 風力資源不但豐富而且是可再生的資源。有很多

國家正計劃把大量消耗的電量由風力發電來提供，而丹麥就是其中國家之一。在 2000 年，風力發電已占全國整個用電量的 13%，到 2003年，這個百分比還會上升到 16%。按照丹麥的政府計劃（能源 21），到 2030 年，全國的用電量有 50%將來源於風力發電。

優點 風能是一種便宜的能源 風能已成為現有能源中最便宜的可更新的能源。

由於風能的構成由風的立方變化數構成（如風速的立方數），其經濟效益很大程度上取決於風場的風力怎樣，所以安裝越多風機的風場具有越高的經濟效益。

安全的風能 就環境保護而言，風力資源的利用不產生輻射和殘渣物。對此，我們有可證實的安全記錄。在風力工業中，死亡性的事故僅可能發生在建設和維修工作中。

優點 風機的可靠性 風機僅在有風的時候產生能源，而且風能的產量

也隨陣風的變化而變化。考慮到風機所受的磨損和外力作用的影響，風機的使用年限為正常運作 120000 小時。因此風機必須有一個非常精確的工業標準 .高質量的現代風機的可靠性可達 98%以上，即一年中平均有 98%的時間風機可以進行正常的操作和運行，其可靠性高於其他電力發電機的技術。現代的風機僅半年維護檢查一次。

優點 風能對土地的佔用率極小 在一個建好的典型的風場，風機及交通所用的路徑僅占整個風場面積的 1%.相較之下 . 一個佔用36平方米或 0.0036 公頃的風機每年產生 120 萬到180 萬度電，別的生物能源則需要佔用於 154公頃的土地才能產生 130 萬度電。太陽能則需要 1.4公頃的面積才能產生同等數量的度電。

優點 儘量減小對生態環境的影響並與野生動物和平共

處 鹿，牛等牲畜如往常一樣地吃草，羊還會在風機下尋找避陰處。對於鳥類而言，死亡率趨向於發生在像電線，電線杆等類似的建築物，而直接受風機的影響卻很小 . 一份研究指出，鳥類的死亡率發生在從風場牽出的高架電網上遠比發生在風場本身大得多。

優點 內陸地區的風能利用風力帶來更好的經濟效益 鑒於沿海地區的島嶼風力狀況，建立風場是比較

理想的專案，實際上在內陸也能使風機能產生更好的經濟效益。當風經過山坡或山區的時候，風被壓縮之後風速也相對明顯地提高了。因而在山頂開闊的迎風的地方就是風機的最好選址。

缺點及改善方式 風力並非持續不斷，風能的最大弱點是它的多變

性 .且有不穩定與間歇性的缺點。故欲有效利用風能，可採三種方式：

(1) 間斷式使用：如抽水灌溉，水產養殖，居民、牲畜用水。使用動力不必持續穩定，偶有間斷亦無妨。

(2)儲存式使用：如利用電池、飛輪、抽蓄等儲能方式，將動力貯存，以供無風時使用。

(3) 並聯式使用：可將風力機與水力、火力發電係統並聯配合，風小或無風 時以水力或火力立即補充，使電力供應穩定持續。

總結 科學的精進，使由太陽、風、植物、地熱和海洋等資源轉化為電力成為可能。雖然有些再生能源，跟傳統火力發電和核能相比，其發電密度稍低。可是技術的精進，可控制供應的穩定。風力發電的歷史不長，但這不到二十年的時間，已有長足的進步，風機的技術也日新月異地發展 . 全球的風電發展，在近十年來，有極快速的進展。去年年厎全球裝機容量為 17542 MW(相當於六個半核四廠 )；自九十年代以來，全球風電的成長，每年為百分之四十（可比美行動電話的成長速度高），單單是德國，去年就一年就裝了 1670MW（半個核四廠），超過了其他傳統的發電總合。

總結而且利用再生能源發電不必付出燃料成本費和污染控制費，其來源不須仰賴外國，不會面臨燃料難以為繼的窘境。這些取之不盡、用之不竭的再生能源急待我們加以開發，一旦開發成功可使我們成為「能源獨立自主」的國家。