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中小風機介紹

*首頁 > 風力機介紹 > 風力機發電原理

發電原理

風力機藉由空氣的氣動力作用轉動葉片,將風的動能轉換成電能。風能與風葉掃撂面積及風速三次方成正比,風速愈大,風能愈高,可產出的電力也愈多,因此選擇良好的風場極為重要!至於實際發出功率則必須考慮葉片效率、傳動機械效率、發電機效率與電力轉換器效率等因素。
在能量轉換的過程中,會發生些許損耗,以致於風力機無法將全部風能轉換成電能。一般而言,風力機將風能轉換為電能的輸出效率約20~40%。

圖一 風力發電公式圖

風能與風葉掃撂面積及風速三次方成正比

風力發電公式圖

考慮葉片效率、傳動機械效率、發電機效率與電力轉換器效率等因素,實際發出功率為:

風力發電公式2圖

風的特性

由於地表為一粗糙表面,空氣與地面之間存在摩擦力,以致於近地表空氣的運動速度較低,而愈往高空,風速愈大!這也告訴我們,風力機架設的高度不宜過低,更何況地面上的樹木、建築物等,都會影響風的行進,造成擾流。台灣都市的建築物密度高,產生擾流的現象也多,為了減少擾流的干擾,將風力機設置在屋頂為一個方法。在英國,也有許多小型風力機系統設置在屋頂的案例。

圖二 風速與高度的關係
風速與高度的關係

資料來源:Carbon Trust (2008)

圖三 建築物與擾流的關係
風速與高度的關係

資料來源:Carbon Trust (2008)