技 術 大 綱

國 際 電 工 委 員 會 標 準 61400-2 所 規 定 的 小 型 風 力 發 電 機 設 計 規 範 適 用 於 葉 片 掃 掠 面 積 少 於 200 平 方 米 或 者 直 徑 小 於 17 米 的 風 力 發 電 機 。 小 型 風 力 發 電 機 的 額 定 功 率 可 以 在 大 約 100 瓦 到 幾 萬 瓦 之 間 。 本 部 分 會 重 點 介 紹 額 定 功 率 數 千 瓦 以 下  的 風 電 機 , 這 些 風 電 機 大 多 輸 出  直 流 電 ﹝ 一 般 把 永 磁 發 電 機 輸 出 加 以 整 流 ﹞ 而 非 交 流 電 。 它 們 主 要 應 用 於 獨 立 供 電 系 統 形 式 ( 有 時 與 光 伏 板 聯 用 ) 為 蓄 電 池 充 電 。 小 型 風 力 發 電 機 也 可 以 裝 於 屋 頂 。 不 過 , 這 種 應 用 方 法 相 對 較 新 , 仍 須 累 積 更 多 實 踐 經 驗 。

如 同 在 大 型 風 力 發 電 機 - 技 術 大 綱 部 分 所 介 紹 一 樣 , 可 以 用 如 下 公 式 計 算 通 過 一 定 面 積 的 風 力 功 率 :

功 率 = 1/2 X 空 氣 密 度 X 面 積 X ( 速 度 ) ^3

其 中 ,

功 率 單 位 為 瓦 特
空 氣 密 度 單 位 為 千 克 / 立 方 米
面 積 指 氣 流 的 橫 截 面 積 , 單 位 為 平 方 米
速 度 單 位 為 米 / 秒 。

大 型 風 力 發 電 機 - 技 術 大 綱 部 分 介 紹 過 的 , 關 於 下 所 列 課 題 的 內 容 , 基 本 上 都 適 用 於 小 型 風 力 發 電 機 。 本 部 分 接 下 來 的 部 分 , 將 重 點 介 紹 特 別 關 於 小 型 風 力 發 電 機 的 的 幾 方 面 要 點 。

  • 風 力 發 電 機 的 工 作 原 理
     
  • 風 力 發 電 機 的 功 率 曲 線
     
  • 風 力 發 電 機 的 額 定 輸 出 功 率
     
  • 風 力 發 電 機 的 類 型
     

小 型 風 力 發 電 機 通 常 包 括 三 個 主 要 組 成 部 分   -   風 輪 、 帶 尾 舵 的 機 艙 、 以 及 塔 杆 或 其 他 安 裝 構 架 。 絕 大 多 數 小 型 風 力 發 電 機 都 屬 於 橫 軸 式 , 不 過 也 有 少 數 屬 於 豎 軸 式 。

小型風力發電機的主要組成部分。 以上文字說明這張圖片。

對 於 大 多 數 風 電 機 , 風 輪 無 需 變 速 箱 直 接 驅 動  發 電 機 。 由 於 輸 出  直 流  電  , 風 電 機 風 輪 轉 動 速 度 取 決 於 風 力 強 度 。 風 小 的 時 候 風 輪 轉 動 速 度 較 慢 ; 而 當 風 越 來 越 大 的 時 候 , 風 輪 轉 動 速 度 會 越 來 越 快 。  

小 型 風 力 發 電 機 沒 有 像 大 型 風 力 發 電 機 的 那 種 轉 向 機 械 裝 置 。 不 過 小 型 風 力 發 電 機 的 尾 舵 可 以 自 動 調 整 風 電 機 的 方 向 , 使 轉 子 面 對 來 風 。

當 風 力 過 強 的 時 候 , 過 載 控 制 機 制 會 啟 動 以 保 護 風 力 發 電 機 免 受 損 壞 。 一 種 常 用 的 方 法 叫 做 捲 摺 ﹝ 又 稱 「 折 尾 」 ﹞ 機 制 , 即 是 整 個 風 輪 會 扭 轉 以 減 少 其 面 向 來 風 方 向 的 投 射 掃 掠 面 積 。

與 大 型 風 力 發 電 機 不 同 的 是 , 小 型 風 力 發 電 機 的 轉 動 葉 片 沒 有 避 雷 條 。

香 港 天 文 台 在 香 港 一 些 偏 遠 地 區 的 自 動 氣 象 站 一 直 是 用 小 型 風 力 發 電 機 發 電 供 測 量 和 通 訊 設 備 使 用 。 此 外 市 區 也 有 一 些 小 型 風 力 發 電 機 , 主 要 供 研 究 和 示 範 項 目 使 用 。 而 機 電 工 程 署 總 部 大 樓 屋 頂 的 1 千 瓦 風 力 發 電 機 並 已 與 電 網 接 駁 。

由 於 規 模 細 小 , 小 型 風 力 發 電 機 的 發 電 單 位 成 本 要 高 於 大 型 風 力 發 電 機 。 而 且 由 於 小 型 風 力 發 電 機 的 轉 速 更 快 , 其 產 生 的 噪 音 也 就 更 大 。

此動畫說明小型風力發電機。以上的段落描述小型風力發電機。
   
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