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1、再生能源報告 n風能 n班級 n 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 n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。 n(1)供給安全(security of supply)：提供能 源供
2、應安全及穩定 n(2)競爭力(competitiveness)：支撐經濟、 就業及福利的動態成長 n(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。 n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 n所謂風力發電，是利用 風力帶動風車葉片旋轉，再 透過增
3、速機將旋轉的速度提 升，來促使發電機發電。 n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。 n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 n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。 n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
4、控制的系 統，能夠一直對向迎風面。 風力發電製造過程 n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5060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
5、(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- 應用區域性 n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
6、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) n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， n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 n2000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
7、悠久 的歷史。 丹麥、北海 荷恩礁的風電場 80座(圖三)離岸式 n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。 n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 n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
8、。 優點 n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 n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。 n安全的風能 就環境保護而言，風力資源的利用不產生輻
9、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 n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 n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.
10、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 n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 n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
11、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： n(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。 n(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。 n(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
12、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。 知识回顾知识回顾 Knowledge Knowledge ReviewReview
