臺灣博碩士論文加值系統

本研究研發一套密閉式畜禽舍餘能回收再利用-微風力發電應用系統雛型架構，利用密閉式畜禽舍大型通風扇後端產生穩定風源之下，架設風力發電機，並於之間設置導風與整流機構，將通風扇所產生之風力導正為平行風並有效地收集利用。本研究結合控制系統模式之建立，搭配蓄電池應用於照明設備上，控制系統內部設計之自動切換模式，進行電池充放電管理，將風力發電機所產生之電力充分利用至畜禽舍照明設備，達到能源回收再利用之效果。
本研究在風力發電機有穩定風源運轉之下，整體風力發電應用系統模式雛型發電功率為55.5 W，每年可產生486度電供使用，此風力發電應用系統模式每年約可減少260 kg CO2e，不僅達到能源回收再利用之目的，同時也實踐節能減碳的工作。

Develop a windowless livestock buildings excess energy recycling - Small scale wind turbine system application prototype architecture in this study. In general, ventilation fan must be set at windowless livestock buildings. There a stable wind energy, the rear end of the ventilation fan. In this study, the wind turbines set at the rear of the ventilation fan. And set the wind guide and rectifying mechanism between the ventilation fan and wind turbine. This study established wind turbine control system mode with the battery used in lighting equipment. The internal control system designed to manage battery charge and discharge. The establishment of the control system, the use of electricity generated from wind turbines to the windowless livestock buildings lighting equipment.That approach to achieve the effect of energy recycling and reuse.
This application prototype model of wind turbine system generating power for 55.5 W, in other words to produce 486 kWh of electricity per year and decreased by approximately 260 kg CO2e. In this study, not only to achieve the purpose of energy recovery and reuse, as well as practical work in carbon reduction.

誌謝 I
摘要 II
目錄 IV
表目錄 VIII
圖目錄 IX
符號表 XII
第一章 前言 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的 3
第二章 文獻探討 5
2.1 畜禽舍簡介 5
2.2 風力發電機 6
2.3 風洞簡介 10
2.4 蓄電池 13
2.4.1 蓄電池運作原理 13
2.4.2 蓄電池放電特性 14
2.4.3 蓄電池充電方法 15
2.4.4 蓄電池壽命 16
2.4.5 蓄電池內電阻 17
2.5微控制器的應用 18
2.6功率因素 19
第三章 材料與方法 20
3.1 實驗場地 20
3.2 畜禽舍微風力發電應用系統整體架構圖 22
3.3實驗設備 24
3.3.1 實驗設備硬體架構 24
3.3.1.1 通風扇 24
3.3.1.2 導風與整流機構 25
3.3.1.3 風力發電機 28
3.3.1.4 熱線式風速計 31
3.3.1.5轉速計 32
3.3.2 控制系統 33
3.3.2.1 控制系統硬體設備架構圖 34
3.3.2.2 三相交直流整流器 39
3.3.2.3 指針式電流顯示錶頭 39
3.3.2.4 升降壓電壓調整模組 40
3.3.2.5 降壓穩壓模組 41
3.3.2.6蓄電池 43
3.3.2.7 電池充電器 44
3.3.2.8 指針式電流顯示錶頭 46
3.3.2.9 逆變器(Power Inverter) 46
3.3.2.10 LED 燈規格 48
3.3.2.11 可程式定時器 50
3.3.2.12 驅動電路繼電器 (RELAY) 51
3.3.2.13 單晶片控制器介紹 52
3.3.2.14 照度計感測模組 55
3.4 風力發電機功率測試設備模組 56
3.5 實驗方法 59
3.5.1 通風扇風速實驗 59
3.5.2 通風扇轉速實驗 61
3.5.3 風力發電機功率測試 62
3.5.4 電池容量與放電特性 63
3.5.5電池充放電狀態介紹 65
3.6整體系統程式驗證 70
第四章 結果與討論 71
4.1通風扇實驗結果 71
4.1.1通風扇風速實驗 71
4.1.2. 通風扇風能計算 77
4.1.3通風扇轉速實驗 78
4.2單獨風力發電機功率測試 80
4.3風力發電機轉換效率分析 86
4.4電池容量與放電特性 88
4.4.1電池放電負載端耗電量 88
4.4.2 電池放電 88
4.4.2.1電池放電-風力發電機無運轉 89
4.4.2.2電池放電-風力發電機有運轉 90
4.5整體系統風力發電機節能效益分析 93
4.5.1整體系統風力發電機節能分析 93
4.5.2整體系統風力發電機效益分析 93
4.6整體系統程式驗證 95
第五章 結論與建議 97
5.1結論 97
5.2 建議 99
第六章 參考文獻 100

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