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再生能源-風 班級:自控四乙 學號:99612080 學生:羅亞翔 大綱與提要 提要 開發淨潔能源，一直是政府相關單位發展能源的既定目標之一；在 跨入新世紀之際，國內不論在風力、太陽能、生質能的開發方面， 均有其出色的成效。 風力發電是清淨再生能源之一，是能源多元發展下整體能源組合的 一部份，自2004年年初以來，碳化燃料（Carbon Fuels or Fossil Fuels ）能源的煤、天然氣與石油等供給緊絀，價格不斷高漲，未 來並有匱乏用盡之虞。因此，相對上，清淨再生能源之一的風力 發電在當前能源開發上，不僅因其不產生二氧化碳，不會污染空 氣與產生溫室效應等，在環保與健康上具有優勢， 近代風能的主要用途是用來發電，就丹麥一國而言，已擁有風力機 三千餘座，年發電量一百億度。由於燃料缺乏、環境保護的重視， 因此最近各國都發展風力發電。 大綱 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。風能資源因風力做功而提供給 人類的一種可利用的能量。風能非常巨大，理論上僅1％的風 能就能滿足人類能源需要。風能利用主要是將大氣運動時所具 有的動能轉化為其他形式的能，其具體用途包括：風力發電、 風帆助航、風車提水、風力致熱采暖等。其中，風力發電是風 能利用的最重要形式。風力發電機的結構由風車翼、變矩裝置、 加速器、方向控制用小風車、發電機等組成，優點：不會造成 公害而且取用不盡。缺點：風力不穩定，風力和風向時常改變， 能量無法集中。目前台灣共有4座風力發電廠位於雲林縣麥寮, 新竹縣春風,澎湖縣中屯,台北縣石門。 目前四風力強烈而穩定的地區較有開發風力發電的效用，台灣 沿海、山區及離島富有潛力，都值得開發利用。風力發電更是 目前台電致力發展的主要再生能源項目。台灣是海島國家，風 力資源良好。位於季風氣候區的台灣，風力資源較中緯度大陸 氣候的歐洲不但毫不遜色，風力條件幾乎是別國的兩倍。為了 早日達成非核家園的目標，除了積極推動節約能源外，研究、 開發綠色再生能源(太陽能、風力發電、生質能等綠色產業)， 符合國際潮流，減少排放溫室氣體，將是大勢所趨。 由來與起源 人類很早以前就懂得利用風力在日常生活中，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。 風能資源因風力做功而提供給人類的一種可利用的 能量。風具有的動能稱風能。風速越高，動能越大。 人們可以用風車把風的動能轉化為旋轉的動作去推 動發電機，以產生電力。方法是透過傳動軸，將轉 子的旋轉動力傳送至發電機。 風力發電的發明 風力發電機的結構由風車翼、變矩裝置、加速器、方向控制用 小風車、發電機等組成。 19世紀末，丹麥人首先研製了風力發電機。1891年，丹麥建成 了世界第一座風力發電站。現在丹麥已擁有風力發電機3000多 座，年發電100億度。 100多年來，世界各國研製成功了類型各異的風力發電機。由於 。 燃料缺乏、環境保護的重視，因此最近各國都發展風力發電。 1998年，全世界風力發電裝機容量達到960萬千瓦，全球風力發 電量達210億千瓦時，可供350萬戶家庭使用。 我國屬海島型國家，地狹人稠且近2/3為山區，陸域可供開發風 力發電場址有限，隨著陸上風機設置增加，未來陸域建置之困 難度將逐漸增加。相較於陸地，面積廣闊的海域為一風能佳、 平穩、少亂流之風場環境，提供台灣一個開發風力資源之可行 途徑。 運用的國家與優缺點 現有製作風力發電機的國家有： Bonus (丹麥) Enercon (德國) Enron (美國) Gamesa (西班牙) MADE (西班牙) Mitsubishi 三菱 (日本) Nordex (德國) NEG Micon (丹麥) Suzlon (印度) Vestas (丹麥)：為目前風機市佔率最高的廠商 風力發電是再生能源的一種，目前在風力發電使 用的國家以丹麥、荷蘭、德國及美國等國家使用 較多。而如以電力使用配比來看，丹麥的風力發 電約佔全國電力消耗量的百分之八為之最。 如歐洲荷蘭的風車，到最近盛行於歐洲的風力發 電。依據最新的報導，歐洲大部分的國家都決定 加強風力發電的比重。因為歐洲處於西風地帶， 其地理環境十分適合風力發電。 日本為亞洲僅次於中國大陸的風力發電應用國家, 全日本有47個縣市裝置大型風力電,而德國為目前 全球風力發電推動最成功的國家。 台灣風力發電發展現況 目前四風力強烈而穩定的地區較有開發風力發電的效用，台灣沿海、山 區及離島富有潛力，都值得開發利用。台灣澎湖風力發電歷史起源甚早， 十餘年前就在澎湖的七美鄉設置二百五十千瓦的風力發電機組，惟當時 設計用途為實驗性質，並藉此栽培風力發電人才，直到才決定在澎湖中 屯，設置風力發電機組。部機組佔澎湖總發電量的七％，澎湖規劃興建 的尖山電廠發電量可達十二萬千瓦，但每度電力的成本為五元餘，風力 發電每度成本約三元餘，似乎較為節省，惟澎湖夏季的風力顯有不足， 供電高峰又集中在夏季，若要以風力發電為主力，需要審慎的評估。此 外台塑集團的台朔重工公司將在麥寮離島工業區建造風力發電廠，發電 容量二千六百四十瓩，總投資一億多元，經濟部能源會將補助三千八百 萬元。 不過由於發電成本較傳統能源為高，因此國際上推廣風力發電成效卓著 的國家，如德國、丹麥、荷蘭、美國等，均於推廣初期經由補助措施來 帶動設置風潮，能源會也訂出風力發電系統設置補助辦法，鼓勵民間投 入風力發電示範系統的設置。能源會表示，台朔重工麥寮風力電廠是第 一個獲准補助的風力電廠，目前正在申請補助設風力電廠的有新竹縣、 宜蘭、屏東等地方政府，及十九個民間單位。 風力發電更是目前台電致力發展的主要再生能源項目。台灣是海島國家， 風力資源良好。位於季風氣候區的台灣，風力資源較中緯度大陸氣候的 歐洲不但毫不遜色，風力條件幾乎是德國的兩倍。 優點：不會造成公害而且取用不盡。 風力發電完全依賴自然風，既不消耗其他能源，對環境之影響 亦屬相當輕微，是一種乾淨的再生能源。風能也是水力以外的 再生能源中，技術最純熟且已能夠商業化的一種能源。因此， 美國、日本、英國、德國、丹麥等工業先進國家，為了因應溫室效應， 減少二氧化碳的排放，均積極進行風力發電的開發與利用。 缺點：風力不穩定，風力和風向時常改變，能量無法集中。 1.風力在台灣夏天用電高峰時,常無風可發電 2.風力不穏定性高,對電網的衝擊大 3.國內風力發電欠缺較具體的法令扶持,目前風力機多數是100%整 機 組進口,國內只有塔架及混凝土基座有能力去做 4.風力機的維修保養工作,包括待料及人材問題多 5.風力機附近的居民受風力機斜影閃爍及噪音的困擾 6.國內電網未與其他國家併聯,若無風可發電,將造成電價上漲 7.風力機價格昂貴,一旦出現較大的故障或意外,可能使投資業者 產業與運用 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。 近代風能的主要用途是用來發電，1941年美國的 Vermont電力公司建立第一個大型風力發電機 （1.25MW），日本預定建造當前日本規模最大的 風力發電廠，總容量達6萬瓩，地點在日本青森縣 下北半島東海村，總投資超出100億日圓，丹麥一 國而言，已擁有風力機三千餘座，年發電量一百 億度。由於燃料缺乏、環境保護的重視，因此最 近各國都發展風力發電。 荷蘭風車 荷蘭座落在地球的盛行西風帶，同時它瀕臨大西洋，又是典型的海洋性 氣候國家，海陸風長年不息。這給缺乏水力、動力資源的荷蘭，提供了 利用風力的優厚補償。 荷蘭的風車本來是德國製的,到了荷蘭後加以改裝(因為荷 蘭的風向不定,所以改裝成風扇可以變化方向的)風車是藉 由風力或是水力運轉.它裡面有齒輪帶動,最早作用於磨麥, 灌溉等等。 到了十六、七世紀，風車對荷蘭的經濟有著特別重大的意 義。當時，荷蘭在世界的商業中，占首要地位的各種原料， 從各路水道運往風車加工。在荷蘭的大港近郊，有很多風 車的磨坊、鋸木廠和造紙廠。 根據當地的濕潤多雨、風向多變的氣候特點，他們對風車 進行了改革。首先是給風車配上活動的頂篷。此外，為了 能四面迎風，他們又把風車的頂篷安裝在滾輪上。這種風 車，被稱為荷蘭式風車(如右圖)。 二十世紀以來，由於蒸氣機、內燃機、渦輪機的 發展，依靠風力的古老風車曾一度變得暗淡無光。 但因為風車利用的是自然風力，沒有污染、耗盡之虞， 所以它不僅被荷蘭人民一直沿用至今，而且也成為今 日新能源的一種，深深地吸引著人們。 風的利用 風箏 1.要有一定的風力 2.風箏本身必須有迎風的傾斜度，即風箏軀體迎風的平面與腳線構成「迎角」 3.要有來自放飛點的牽引力，即拉力 這是因為，放風箏 必須用線牽引以利用力， 才能升 起於空中。 滑翔翼 早在萊特兄弟發明飛機之前，以滑翔翼這樣的簡易飛 行工具，完成人類飛翔的紀錄早已有跡可尋。早在西 元前2200年，中國的老祖宗為了完成飛翔的夢想，把 犯人五花大綁在風箏上從山崖上推下做試驗，雖然沒 能成功的飛起來，但也是最早勾勒出滑翔翼的創意雛 形始祖。在1891年由德國的Otto Lilienthal正式創下人 類以滑翔翼成功飛翔的紀錄，而滑翔翼經過近百年的 演進及改善，在1970年代由Francis Rogallo發明了由 鋁管及纖維布作成的滑翔翼，由於具有慢速飛行及平 緩降落的特性，因此造成了滑翔翼運動的流行及矚目。 當食物遇上風 柿餅 新埔鎮由於丘陵地的關係，且本身乾燥少雨 的氣候，再加上旱坑里每年在9~12月吹起 的乾燥風，也就是當地人稱的九降風，九降 風具有天然烘乾的效果，這使得自然的地理 及天候條件，符合柿餅製作過程曝曬、乾燥 及脫水等要件，因此新埔鎮所生產的柿餅特 別香Ｑ好吃，遠近馳名。 新竹米粉 提起新竹名產，就會讓人聯想到貢丸及米粉， 新竹米粉之可以遠近馳名，新竹風可伴演了一個關鍵 角色，提起（雨都）讓人聯想到基隆，提起（風城） 自然會想到新竹，米粉的製作過程中有一道最重要的 關鍵就是（風乾），如果陰雨綿綿又沒有風流動，則 一整批的米粉都會發霉發壞，早期製作米粉的設備可 不像現在有（烘乾機），一切都得靠老天爺賞賜，這 就是為什麼新竹米粉遠近馳名的原因 。 未來展望 風力發電科技與發展之成長進步快速，在當前推動能源多元 發展，希望在能源組合中開發提供更多的清淨再生能源，因 此，風力發電前程似錦，各方普遍看好風力發電科技與發展 的潛力及未來前景，但其推動進步與普及，依目前發展而言， 仍然需要政府在政策上、法規上、投資獎勵及稅的抵減上予 以大力支持，提供電力輸送網路規劃建設的配套措施，並需 要業界持續不斷的投入研發，開發創新風力發電科技，與用 戶的重視及在成本與效益考量上喜好利用，才能達成。 當前風力發電也有其缺點，如風力發電效率不高，平均僅達 其發電裝置容量的20%或最高也僅能達34%左右。不及火力 發電平均可達其發電裝置容量的90%。此乃因為風力發電要 有一定速度以上的風才能使其風車葉片運轉帶動渦輪機發電 。 另外，風力發電裝置容量不如火力發電裝置容量大，相較上， 規模不足，難以成為大的基載電力，供應大量需求。除非政 府仍繼續以獎勵投資抵減，生產稅抵減等補貼業者，風力發 電成本仍較使用石化燃料（Fossil Fuels）為貴，較為不划算。 但未來在能源匱乏下，風將比煤、石油、核能及大部份之天 然氣燃料發電來得更為便宜更具吸引力，是值得投資開發利 用的發電科技。 而在開發之下，有環保人士指出，在山上、野地或海岸邊等 樹立一排排高聳的工業化鋼管風車塔台，巨大明亮風車葉片， 有妨礙景觀，破壞天然環境突兀的感覺。而風車葉片轉動也 帶來噪音，風車葉片轉動並常有殺死候鳥的事件發生，成為 候鳥生存環境的殺手。 但風力發電支持者則以風力發電科技使用天然免費風力，不 排放二氧化碳，不污染空氣，生產供應成本穩定、付得起、 又逐漸低廉之清淨再生能源，應值得鼓勵開發。雖然風力發 電在環境景觀與噪音上仍有些缺點，對於候鳥也會造成死傷， 但居於整體能源多元發展，創造提升清淨再生能源在能源組 合中的比例，應值得支持開發。 台灣風力發電發展尚在起步階段，目前已開始建 有十幾座風力發電機，據悉未來已有規劃將推動 興建2,000座以上的風力發電機。台灣風力資源豐 富，而且，目前台灣在火力發電方面，所需要的 煤、石油、天然氣等燃料，其來源與供應上幾乎 97%以上靠進口，自有能源燃料供應非常有限。 另外，在核能發電方面，核燃料全靠進口，核能 發電後所產生的核廢料非常棘手且難以處理，而 目前台灣也在推動非核家園，核能發電將逐漸除 役淘汰，而水力發電資源開發方面，由於資源有 限，將難以再大量開發。 因此，在再生能源的開發利用中，風力發電科技 與發展不容忽視，應該有所因應，及早妥善規劃 重視，訂定相關政策、法規、投資獎勵與稅的抵 減辦法，並在輸配電網路之規劃建設提供配套措 施，予以推動，才能獲致進展。 參考文獻 http://stn.nsc.gov.tw/view_detail.asp?doc_uid=0930402004 http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1405122203201 http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1005022302217 http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1105070807802 http://tw.search.yahoo.com/search/kp?fr=yfp&ei=UTF8&p=%E6%9F%BF%E9%A 4%85