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瞄准再生能源分散式市场小型风机有发展机会吗?

时间:2019-06-08 09:36   tags: 成功案例  

  百尺高的风机虽然发电量高,但占☆△◆▲■空间、昂贵又很显眼,并非人人垂手可得的发电设备,不适★-●=•▽合装在▼▼▽●▽●住宅、办公室或军用地点,发展电力自给自足。对此有科学家瞄准分散式市场,想研发出更便▪•★宜高效的小型风力发电设备。

  但事情总没那么简单,目前常见的风机是三叶式风力发电机,转速快也不太会出现平衡问题,设备首先将风能□◁转换成机械能,再把机械能转换为电,风机越大发电量愈高,尺寸越小发电量则越低,除了超过 100 公尺高的 MW 级大型风力发电机,其实还有 11 ★△◁◁▽▼公尺左右、发电量低于 6KW● 的小型风机。

  这些小型风机虽能满足偏远地区、农田军区、家庭用电等需求,自成独立供电网络,但以 CP 值来看,1KW 的太阳能发电系统大约需要 79 平方公尺面积,大型风机仍占优势。

  要发展小型风力发电机的话,将大型风力机组的叶片等比例缩小也不是个好办法,小型叶片的空气动力学特性往往不佳,除此之外,叶片尖端更容易受损,进而降低风力发电效▲★-●率。我们也无法以电风扇为灵感,设计出拥有又宽又大叶片的风力发电机,若是如此,将面▪…□▷▷•对重量、成本、转速低、效率低问◁☆●•○△题,可能风已经很大但叶片还是○▲-•■□转不快、或是风阻吹毁叶片等等。

  上述种种原因都是过去分散式再生能源多以太阳能为主的原因,因此为了进攻小型风◇=△▲机市场,科学家也研发出各种千奇百怪的风力设备。

  像是英国兰卡斯特大学研发出小型风涡轮机 O-Wind,设备外观跟尺寸有如偏大的排球,大小约 25 公分,多个通风口捕捉四周的风之后,风会绕着轴心旋转,就好比在指尖旋转的▼▲球,最后再将旋转能转换▽•●◆成电能,是种能装设在办公室与住家的小型、易于携带的风能设备。

  英国曼彻斯特大学也推出能同时捕捉阳光与风的小旗子,当风吹过时,旗帜会在左右两侧间快速摇摆,这也称为极限循环振荡(limit-cycle oscillations),科学家可透过压电材料的形变来发电,且其中的太阳能板也是设备一大助力,风速较低时就能吸收阳光来发电。

  美国 Halo Energy 公司则开发出容量达 6KW 的罩筒风机(shrouded wind turbine),设备像是放大版的通风口或是螺旋桨,直径约为 3 公尺,在三叶式叶片外围打造一个圆形外框,利用外框与叶片之间的空隙来集中风、加速流动效率,最终提高发电量。

  为了研发出具成本效益、扩大发展又能在任何地点装设的小型风力发电机,科学家使出浑身解数,目前为止也没有一定的设计样式,说不定不久之后,就会研发出无扇叶的风力发电机。

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