风力发电的运用

目錄一、風的由來二、風力發電史三、風能發電原理四、風力發電葉片圖五、建置風力發電廠的需求六、台灣風力發電廠介紹及台灣風力發電廠概況七、風力的優點及缺點八、台灣風力的未來展望九、結語十、資料來源一、風的由來風的產生是由於太陽將地表的空氣加溫，空氣受熱膨脹變輕而往上升，熱空氣上升後，低溫的重空氣就從四周橫向流入，因而形成空氣的流動，這就是風。

人類很早以前就懂得利用風力在日常生活上，如使用風車來取水、灌溉、磨麥、木材加工等各種費力的工作。其他如風力推動帆船、滑翔機等。二、風力發電史台灣早在十餘年前，就在澎湖的七美鄉設置250瓩的風力發電機組，成為台灣風力發電的始祖，然而當時設計用途為實驗性質，並沒有商業運轉，但也藉此栽培風力發電人才。

直到在澎湖中屯設置風力發電機組，才開始商業運轉。該機組為四部600瓩風力發電機組，此風力發電機組為高塔型、垂直風葉片、水平軸發電機組，在二級風速時即可發電，十二級風時可滿載發電。四部機組佔澎湖總發電量的7％，澎湖規劃興建的尖山電廠發電量可達12萬瓩，但每度電力的成本為5元餘，澎湖風力發電每度成本約3元餘，較為節省。澎湖中屯風力發電機組不但開啟綠色能源的大門，目前已經變成澎湖旅遊必去的景點，兼具發電與遊憩的雙重功能。台電公司計劃將在同一地點再設置四部風力機組，有意把澎湖中屯打造成為「風車公園」。

澎湖中屯風力發電機組，採用的機組為德國最新機組──第三代風力機組，它因為沒有變速齒輪箱，可直接傳動發電機。第三代機組比較過去機組的優點，在於它具有變速功能，當風力變化時，葉片的角度可隨之調整。由於這些機組直接傳動，轉速將可隨發電需求調整，促使電力穩定度更向前邁進一步。三、風能發電原理

風力發電的原理，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。依據目前的風車技術，大約是每秒三公尺的風速，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。四、風力發電葉片圖氣流使發電機的葉片旋轉,磁石(轉子)因而轉動,由於線圈(定子)被磁力線切割,所以產生電流,從輸出引線輸出電力.圖片資料出處:/new_page_2.htm風能的效應(三)、風能的效益風力發電並不能將所有的風力能源轉換成電力，理論上最高轉換效率約為59％，實際上大多數的葉片轉換風能效率約介於30％～50％之間，經過機電設備轉換成電力後的總輸出效率約介於20％～45％之間，由於風力發電機的經濟效益取決於發電效率，所以目前的風力發電機多為水平軸式。風力發電機的電力輸出與風的速度關係密切，葉片自風獲得的能量與風速的三次方成正比，目前一般風力發電機的起動風速約介於2.5～4m/s，於風速12～15m/s時達到額定的輸出容量，為避免過高的風速損壞發電機，風速到達20～25m/s時，將強迫風力發電機停機。除了風速外，葉輪直徑決定了可擷取風能的多寡，約與葉輪直徑成正比。一般而言多葉片的風車效率較低但機械力矩較高，主要用於提水等工作；少葉片型（1～3片）效率較高而力矩較低。五、建置風力發電廠的需求建置風力發電廠除了需要豐沛的風能與足夠的資金外，還需要注意建置地點、土地的取得、維修的便利度、風力發電機的高度(對飛航安全可能造成威脅)、與供電區域的距離與法令等相關問題的產生。風力發電廠並不會產生廢熱，亦沒有溫室氣體的問題，只需穩定風力即可順利發電。一般來說，平均風速較小(小於3m/s)的地區，因缺乏經濟效益，較不適合設置風力發電廠。建置地點由於風遇障礙物時會消耗其能量，所以風力發電廠最好設置在開闊區域以增加能量轉換效率，此外，風向的穩定性亦十分重要，除可增加風能的取得外，更能延長風機的壽命。目前，風力發電廠的建置地點大致可以歸為以下兩類陸地：舉凡陸地上所有地形，幾乎都可以建置風力發電廠，不過礙於法令與飛安的限制，部分地區雖風能強勁，但是不能發展(例如機場附近)山區、

平地、

海邊、

沙漠、

極地

海上：建置海上風力發電廠(又稱離岸式風力發電廠)是未來的發展趨勢。由於世界各國相繼大力發展風力發電，已致陸地上可建置風電地點快速減少，所以目前大型風電廠的發展大多是以海上為主。如英國將興建的「倫敦陣列(LondonArray)」，除此之外，丹麥、瑞典、德國亦有海上風電廠。成本與需克服的問題1.建置成本

2.發電成本3.燃料成本：風能為地球自然生成之力量，故沒有燃料成本。4.維修成本

產生與需克服的問題:1.鳥擊

2.雷擊

3.鹽害

4.噪音

5.供電

6.長距離輸電線供電不穩7.維修

附件-風力發電噪音的危害例子摘錄自11月30日中國時報苗栗報導台灣首家民營風力發電公司德商英華威公司在苗栗海岸線設的風力發電場，是亞洲規模最大的單一風力發電場，白色風力機像是迎風轉動的風車，為海岸增添美景，但隆隆風機轉動聲卻成了附近居民的惡夢。後龍西湖溪南的中和與南港裡近百名住戶聯名向縣議員李文斌陳情，縣長劉政鴻29日在總質詢時要求環保局24小時全天候持續監測，只要超過標準就開罰。英華威則強調，民眾聽到的聲音是風吹扇頁的風切聲，環保局和公信單位監測過，並未逾越標準；公司也曾請居民指定監測地點，如有逾越標準會增設隔音牆或家戶隔音設備改善，不過居民迄未提出，會持續溝通。英華威目前在後龍大鵬風場有21座風力機，外傳準備再增設93座，但3次遭衛生署退件，其中後龍要增設的50座，英華威已決定放棄。英華威則表示，之前確實有構想在外埔漁港往北至北埔海岸一帶增設到45座，但因外埔民航站仍有限建限高禁令，且環保單位對風機過於密集也有意見，所以暫緩，並無關噪音問題。五、台灣風力發電廠介紹（1）雲林麥寮風力發電系統台塑在雲林麥寮工業區裝設四台丹麥Vestas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。syhsu@.tw

環境資源管理台灣風力發電廠介紹（2）澎湖中屯風力發電系統由經濟部補助設置，台灣電力公司負責建造的澎湖中屯風力發電系統，由四台德國Enercon組成，總發電量達到2400千瓦，於民國九十年十月完工運轉，供給澎湖地區6％的用電量。syhsu@.tw

環境資源管理台灣風力發電廠介紹（3）新竹春風風力發電系統天隆造紙廠在竹北工廠區設置二台丹麥Vestas風力機組，總發電量達到3500千瓦，於民國九十一年十月完工運轉。syhsu@.tw

環境資源管理台灣所有風力發電廠概況台灣的風力發電能量密度含量居全球排名第二(第一是紐西蘭)，特別為桃園-雲林沿海一帶，由於有強勁的夏季西南氣流與冬季東北季風吹襲，且可建置地點亦不少，因此成為台灣發展風力發電之最佳地點。目前，台灣有經營風力發電廠的公司除國營的台灣電力公司外，民營亦有德商英華威等公司。

台北縣

石門：裝置6台660瓩機組，共3960瓩桃園縣

大潭電廠：裝置3台1500瓩機組，共4500瓩桃園縣

大園與觀音：裝置20台1500瓩機組，共30000瓩新竹市

香山：裝置6台2000瓩機組，共12000瓩新竹縣

竹北：裝置5台2000瓩機組，共10000瓩新竹縣

竹北春風：裝置2台1750瓩機組，共3500瓩新竹縣

新豐：裝置容量2萬瓩苗栗縣

大鵬：裝置21台2000瓩機組，共42000瓩苗栗縣

竹南：裝置3台2000瓩與1台1000瓩機組，共7800瓩台中縣

台中電廠：裝置4台2000瓩機組，共8000瓩台中縣

台中港：裝置18台2000瓩機組，共36000瓩彰化縣

線西與崙尾：裝置23台2000瓩機組，共46000瓩彰化縣

彰濱工業區：裝置容量共11.1萬瓩雲林縣

麥寮：裝置4台660瓩機組，共2640瓩台南縣

北門：裝置2台1750瓩機組，共3500瓩屏東縣

恆春：裝置3台1500瓩機組，共4500瓩澎湖縣

中屯：裝置8台600瓩機組，共4800瓩澎湖縣

湖西：裝置6台850瓩機組，共5100瓩

台灣所有風力發電廠概況六、風力的優點及缺點（1）優點1.

潛能巨大，取之不盡，用之不竭：風能是太陽能的一種轉化形式。據估計，全球風能蘊藏量很大，可達1.3×1012千瓦，約為目前世界化石燃料產生能量的3000倍。2.

就地可取，無須長途運輸：風力發電的運用，對於高山或是離島、偏遠地區的電能供給而言，是一項非常重要而且方便的來源。3.

分布廣泛，利用方便：全世界10公尺高度的風能密度足以使風力發電系統運轉的地區，約佔了三分之二。4.

不污染環境，不破壞生態：風力發電除了在運轉的過程中，除了產生少量的噪音外，並不會像傳統的化石燃料或核能發電產生空氣污染及核廢料的問題。可以說是一種清潔且安全的能源。風力的優點及缺點（2）缺點1.

風的不穩定性高：風的變化時常發生，並不穩定，對風能的利用而言是非常不利的因素，連帶使得風能的發電量受到限制。2.

受地形影響大，地區差異顯著：風力的局部地形差異明顯，故風力機位置的選擇必須考慮到地形作用。3.

降低土地利用價值：風力發電需要有廣大的土地做為風力機的設置場所，對於國土面積小的國家而言，是非常難以克服的問題，所以近年來風力場的設置，都朝向離岸式發展；一方面沿海地區的風能較豐富，另一方面也可使陸地上的資源獲得更好的規劃與應用。八、台灣風力的未來展望1.風力發電是自產能源：大自然的風完全不用進口，是道地的自產能源，多加利用可減低對進口石油、煤炭等的依賴，且促進能源多元化，在國家安全考量上亦有其戰略意義。另外在經濟與社會層面，風力發電可製造工作機會，例如其零組件的生產、運輸、組裝、維護等，都可為設置風力發電機的當地帶來相當的就業機會。

2.風力發電具觀光效益：風力發電場在適當的配置下，可使當地的景觀更有特色，甚至有景觀再造的功效。根據歐洲國家調查顯示，風力發電場附近有超過80％的居民支持風力發電，認為使當地風景更具特色。

3.風力發電無污染：大家都知道火力發電會排放大量二氧化碳及污染物質，嚴重破壞環境，影響生態並造成全球暖化；核能發電雖不像火力發電般排放污染物質，但溫排水可能影響海洋生態，而且核廢料的問題也會造成人們的恐懼。反觀風力發電不但不會排放二氧化碳及污染物質，更沒有放射性物質的困擾，是非常乾淨的能源，因此廣受注重環境保護國家的歡迎，成為應用最多的再生能源之一。

結語風能潔淨,風力發電具能源與環保雙重貢獻風電技術已趨成熟,成本迅速降低,甚具競爭潛力台灣風力資源豐富,離岸式前景看好,值得重視利用啟動再生能源發展方案及條例,營造推廣應用環境期盼風電推廣順利達成目標,能就風力產業資料來源.tw/senior/life_tech/tc_t2/enerage/eng-ref.htm

能源