风能Wind energy.ppt

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1、風能風能Wind energy班級班級:四環一四環一A A姓名姓名:陳信瑋陳信瑋 周士堯周士堯學號學號:4980N071:4980N071 4980N028 4980N028風能風能風能是因空氣流做功而提供給人類的一種可利用的能量。空氣流具有的動能稱風能。空氣流速越高，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（由以空氣動力推動的扇葉組成）的旋轉動力傳送至發電機。到2008年為止，全世界以風力產生的電力約有 94.1 百萬千瓦，供應的電力已超過全世界用量的1%。風能雖然對大多數國家而言還不是主要的能源，但在1999年到2005年之間已經

2、成長了四倍以上。現代利用渦輪渦輪葉片將氣流的機械能機械能轉為電能而成為發電機。在中古與古代則利用風車將蒐集到的機械能用來磨碎穀物或抽水。風力被使用在大規模風農場為全國電子柵格並且在小各自的渦輪為提供電在被隔絕的地點。風能量是豐富、近乎無盡、廣泛分佈、乾淨與緩和溫室效應。我們把地球表面一定範圍內。經過長期測量，調查與統計得出的平均風能密度的概況稱該範圍內能利用的依據，通常以能密度線密度線標示在地圖上。人類利用風能的歷史可以追溯到西元前，但數千年來，風能技術發展緩慢，沒有引起人們足夠的重視。但自1973年 世界石油危機世界石油危機以來，在常規能源告急和全球生態環境惡化的雙重壓力下，風能作為新能源的

3、一部分才重新有了長足的發展。風能作為一種無污染和可再生的新能源有著巨大的發展潛力，特別是對沿海島嶼，交通不便的邊遠山區，地廣人稀的草原牧場，以及遠離電網和近期內電網還難以達到的農村、邊疆，作為解決生產和生活能源的一種可靠途徑，有著十分重要的意義。即使在發達國家，風能作為一種高效清潔的新能源也日益受到重視，比如：美國能源部就曾經調查過，單是德克薩斯州德克薩斯州和南達科他州南達科他州兩州的風能密度就足以供應全美國的用電量。德國一處風力發電機。從旁邊的樹可知其約略的大小。風車風車風能風能是因空氣流做功而提供給人類的一種可利用的能量。空氣流具有的動能稱風能。空氣流速越高，動能越大。人們可以用風車把風的

4、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（由以空氣動力推動的扇葉組成）的旋轉動力傳送至發電機。到2008年為止，全世界以風力產生的電力約有 94.1 百萬千瓦，供應的電力已超過全世界用量的1%。風能雖然對大多數國家而言還不是主要的能源，但在1999年到2005年之間已經成長了四倍以上。現代利用渦輪葉片將氣流的機械能轉為電能而成為發電機。在中古與古代則利用風車將蒐集到的機械能用來磨碎穀物或抽水。風力被使用在大規模風農場為全國電子柵格並且在小各自的渦輪為提供電在被隔絕的地點。風能量是豐富、近乎無盡、廣泛分佈、乾淨與緩和溫室效應。我們把地球表面一定範圍內。經過長期測量，

5、調查與統計得出的平均風能密度的概況稱該範圍內能利用的依據，通常以能密度線標示在地圖上。人類利用風能的歷史可以追溯到西元前，但數千年來，風能技術發展緩慢，沒有引起人們足夠的重視。但自1973年 世界石油危機以來，在常規能源告急和全球生態環境惡化的雙重壓力下，風能作為新能源的一部分才重新有了長足的發展。風能作為一種無污染和可再生的新能源有著巨大的發展潛力，特別是對沿海島嶼，交通不便的邊遠山區，地廣人稀的草原牧場，以及遠離電網和近期內電網還難以達到的農村、邊疆，作為解決生產和生活能源的一種可靠途徑，有著十分重要的意義。即使在發達國家，風能作為一種高效清潔的新能源也日益受到重視，比如：美國能源部就曾經

6、調查過，單是德克薩斯州和南達科他州兩州的風能密度就足以供應全美國的用電量。風車風車是一種帶有可調節的葉片或梯級橫木的輪子用來收集風力擁用的機械能機械能的裝置。在中國，使用風車的歷史很早。在遼陽遼陽三三道壕道壕東漢晚期的漢墓漢墓壁畫壁畫上，就畫有風車的圖樣。距今已有1700多年的歷史。明代明代開始應用風力來驅動水車以灌溉農田。在歐洲，第一架風車大約是出現在西元西元十二世紀十二世紀的時候。第一次見於記錄的是西元1180年諾曼第諾曼第的一個風車，這種風車有一個臥式的主動軸和垂直的帆翼，所以許多人認為這很可能和十世紀十世紀有垂直主動軸的東方風車無關，而是歐洲人自己發明的。到十九世紀十九世紀，風車的使用

7、達到全盛時期。據記載，當時僅荷蘭就有一萬多架風車，美國美國農村更有一百多萬架風車。到二十世紀二十世紀初，丹麥還保留有十多萬架風車。在英國、希臘等島嶼國家的鄉村中，都廣泛地使用風車。在一些動力資源缺乏和交通不便的草原牧區、沿海島嶼島嶼，仍然用它來進行一些工作。具備發電用途的風車又稱為風力發風力發電機電機吸收風能因素 因為風渦輪提取能量令風減速，導致某種程度限制了風渦輪。德國物理學家，阿爾伯特Betz，1919年確定不管任何設計的風渦輪，最多只可能提取流經渦輪的橫斷面的59%能量。現今正在運作所能達到的理論極限為大約30%，為推進器類型turbines.6 實際效率從範圍1%到20%，為推進器類型

8、渦輪，並且是一樣高像35%為三維垂直軸渦輪像 Darrieus 或Gorlov渦輪。由於許多電能是由高風速所產生,可用的能量多來自瞬間大的風速.一大半可用的能量,卻只有占運作時間的15%.所以無法像使用燃料的火力發電廠,可以依照用電需求來調整發電量.由於風速並非常數,風力發電整年的發電量不是標示的發電率乘上所有的運轉時間(一年內).實際產生的值與理論值(最大值)稱為容量因子.安裝良好的風力發電機,其容量因子可達35%.跟一般使用燃料的發電廠的渦輪機相比,標示1000kW的風力發電機,每年可發的電量最多到350kW.短時間的輸出功率是難以預測,但每年發電量的變化應在幾個百分比之內.因風能不能持續

9、生產，常以抽水蓄能電站或其他方法來儲存風能以保持電能能持續供應，大約增加25%費用。風能優點風能優點 1大型風力發電機大型風力發電機：風能為乾淨的能量來源。風能設施日趨進步，大量生產降低成本，在適當地點，風力發電成本已低於內燃機。風能設施多為立體化設施，可保護陸地和生態。風力發電為可再生能源，非常環保。風能的缺點風能的缺點風力發電在生態上的問題是可能幹擾鳥類，目前的解決方風力發電在生態上的問題是可能幹擾鳥類，目前的解決方案是離岸發電，離岸發電也可以增加效率。案是離岸發電，離岸發電也可以增加效率。在一些地區、風力發電的經濟性不足，例如台灣在電力需在一些地區、風力發電的經濟性不足，例如台灣在電力需

10、求較高的夏季及白日、是風力較少的時間。求較高的夏季及白日、是風力較少的時間。風力發電需要大量土地興建風力發電場，才可以生產比較風力發電需要大量土地興建風力發電場，才可以生產比較多的能源。多的能源。進行風力發電時，風力發電機會發出龐大的噪音，所以要進行風力發電時，風力發電機會發出龐大的噪音，所以要找一些空曠的地方來興建。找一些空曠的地方來興建。現在的風力發電還未成熟，有待發展。現在的風力發電還未成熟，有待發展。實際應用實際應用 在 歐 洲，由 於 海 上 風 能 資 源 豐 富，而 可 以 建 造 陸 上 風 電 場 的 土 地 資 源 緊 張，因 此 於 不 久 將 來，海 上 風 能 會 成

11、 為 一 種 主 要 的 可 再 生 能 源。於 2006 年，海 上 風 力 發 電 機 主 要 跟 據 陸 上 風 力 發 電 機 的 技 術 被 製 造 出 來。用 於 海 上 的 風 力 發 電 機 通 常 採 用 額 定 功 率 為 2 兆 瓦 或 者 更 高 的 大 型 風 電 機。目 前 已 經 開 發 出 5 兆 瓦 的 風 電 機 供 海 上 使 用，而 更 大 型 的 風 電 機 也 已 經 在 測 試 之 中。由 於 海 底 地 基 和 海 上 平 台 比 較 高 的 建 設 成 本、運 送 材 料 和 組 件 到 建 造 場 地 比 較 高 的 費 用、以 及 使 用

12、比 較 貴 的 海 底 電 纜，建 造 海 上 風 電 場 的 每 千 瓦 裝 機 容 量 單 位 成 本 要 比 建 造 陸 上 風 電 場 的 單 位 成 本 高。上 圖：英 國 的 一 個 海 上 風 電 場海 上 風 電 場 通 常 建 設 在 近 岸 水 域（離 海 岸 數 公 里），其 主 要 原 因 是 因 為 這 些 地 方 水 深 不 致 過 深，而 電 力 輸 送 成 本 也 較 低。歐 洲 國 家 如 丹 麥 和 英 國 已 經 建 造 了 不 少 海 上 風 電 場。另 有 報 道 稱 廣 東 省 也 在 考 慮 建 設 海 上 風 電 場 ，包 括 南 澳 在 內。各

13、國鼓勵政策 目前世界各國的再生能源推動制度，主要可分為10：固定電價系統（fixed-price systems）：由政府制訂再生能源優惠收購電價，由市場決定數量。其主要之方式包括：1.設備補助（investment subsidies）:丹麥、德國及西班牙等在風力發電發展初期，皆採行設備補助的方式2.固定收購價格（fixed feed-in tariffs）:德國、丹麥及西班牙3.固定補貼價格（fixed-premium systems）4.稅賦抵減（tax credits）：美國固定電量系統（fixed quantity systems）：又稱再生能源配比系統（renewable-quot

14、a system，美國稱為 Renewable Portfolio Standard），由政府規定再生能源發電量，由市場決定價格。其主要之方式包括：1.競比系統（tendering systems）：英國、愛爾蘭及法國2.可交易綠色憑證系統（tradable green certificate systems）：英國、瑞典、比利時、義大利及日本兩種推動制度之用意為形成保護市場，透過政府的力量讓再生能源於電力市場上更具投資效益，而其最終目的為提升技術與降低成本，以確保再生能源未來能於自由市場中與傳統能源競爭。風車分類風車分類水平軸風車水平軸風車螺旋槳型 多翼型 荷蘭型 帆翼型（克里特式）垂直軸風車垂直軸風車旋轉輪型 Q錐型 雙翼型 划槳翼型 資料來源維基百科奇摩知識