风能发电原理.ppt

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1、風能Windpower風，是由於太陽照射地面造成溫度差及地球自轉運行所產生的自然現象，只要太陽照射及地球自轉不停歇，其來源可謂取之不盡、用之不竭。近年來，全球為因應氣候變遷與保護環境的呼聲，具有潔淨、低溫室氣體排放及自然能源特性的再生能源己成為能源政策的考慮重點。而風力發電完全沒有燃料問題，不會產生輻射與二氧化碳等公害，具有綠色電力之美譽，也是全球成長最迅速的再生能源。優點是：1.蘊量巨大2.可以再生3.分佈廣泛4.沒有污染缺點是：1.密度低2.不穩定3.地區差異大合理利用風能，既可減少環境污染，又可減輕越來越大的能源短缺的壓力。自然界中的風能資源是極其巨

2、大的。據世界氣象組織估計，整個地球上可以利用的風能為2X107MW。為地球上可資利用的水能總量的10倍。風能與其他能源相比，有其明顯的優點，又有其突出的局限性。風的利用能就是空氣流動所產生的動能。風力的能量是很大的。風速9～10m/s的5級風，吹到物體表面上的力，每平方米面積上約有10kg。風速20m／s的9級風，吹到物體表面上的力，每平方米面積可達50kg左右。颱風的風速可達50～60m／s，對每平方米物體表面上的壓力，可高達200kg以上。據估計到達地球的太陽能中雖然只有大約2%轉化成風能，但其總量仍是十分可觀的。全球的風能約2.74X109MW，其中

3、可利用的風2X107MW，比地球上可開發利用的水能總量還要大10倍。風風的力量PoweroftheWind【風力發電每發一度電將減少約一公斤的CO2排放】風速與風能PoweroftheWind風能P = 1/2 ‧ρv3‧πr2P:風力(W/m2)ρ:空氣密度1.225kg/㎡(15℃)v:風速(m/s)πr2:風力機葉輪掃掠的面積(m2)圓周率(3.1416)x半徑平方風速與風能PoweroftheWindm/sW/m2m/sW/m2m/sW/m2008313.6162508.810.69446.5173009.224.910612.5183572.13

4、16.511815.2194201.1439.2121058..4204900.0576.2131345.7215672.46132.3141680.7226521.97210.1152067.2237452.3所謂標準的空氣密度1.225kg/m，是在15℃的乾燥空氣在海平面大氣壓力下的標準值。風速1m/s=3.6km/h=2.237mph=1.944knots1knot=1nauticalmileperhour=0.5144m/s=1.852km/h=1.125mph風速與風能PoweroftheWind總輸入功率可使用輸入功率發電機輸出功率葉片長度

5、與發電量平均風速及風能密度AverageWindSpeed&AirDensity台灣地區30m高之平均基本風速(m/s)分佈圖台灣地區30m高之平均風能(×100w/m2)分佈圖由於台灣地區盛行東北／西南季風的氣候特性，促使風力機南北向之設置間隔應較東西向為大。以NordexN54/1000型風力機為例，容量1000kW，主軸高50m，葉片直徑54m，其合理間隔可訂為東西向250m及南北向500m。圖名平均風速(m/s)平均風能密度(W/m2)風力機數限制一可用率限制二可用率所　在鄉鎮市10m30m50m10m30m50m大直1.92.62.910

6、.526.738.0***台北市港墘1.92.62.910.326.337.4***台北市內湖1.92.62.910.226.237.2***台北市內湖交流道1.92.52.910.025.436.2***台北市平均基本風場資料，僅適合做大範圍能源政策之參考依據。對局部小範圍發電量之評估，必須到現場做地形、地貌及邊界層之細部勘查與分析。內湖地區風力資料旋轉部大型風力發電機結構圖風向煞車轉向齒輪盤塔架主發電機齒輪箱葉片轉向馬達低速傳動軸高速傳動軸控制器風速計機艙風向計旋角控制1.Blade:葉片8.Oilcooler:油溫冷卻器15.Yawcontrol:轉

7、向控制2.Bladehub:葉輪輪轂9.Cardanshaft:萬向接軸16.Geartierod:齒輪箱支撐桿3.Bladebearing:葉片軸承10.Primarygenerator:主發電機17.Yawring:轉向齒輪盤4.Mainshaft:主傳動軸11.Servicecrane:維修用小吊車18.Yawgears:轉向齒輪5.Secondarygenerator:副發電機12.Pitchcylinder:旋角控制桿19.VMPtopcontrolunit:塔頂控制單元6.Gearbox:齒輪箱13.Machinefoundation:機組座架

8、20.Hydraulicunit:油壓控制單元7.Discbrak