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研究生:吳俊錡
研究生(外文):Jinu-Chi Wu
論文名稱:離岸風力機的數量與類型之最佳化組合
論文名稱(外文):The optimal choice of wind turbine number andThe optimal choice of wind turbine number and type in offshore wind farm
指導教授:賴榮哲賴榮哲引用關係
指導教授(外文):Rong-Jer Lai
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:機械與精密工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:50
中文關鍵詞:離岸風力場風力發電機組非線性整數規劃
外文關鍵詞:offshore wind farmwind turbineMINLP
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由於能源危機和全球暖化的影響,再生能源逐漸受到重視。相較於其
他再生能源,風能的經濟效益佳且技術成熟,因此,各國正極力推動,其
中,離岸風場基於風能規模及環境考慮,特別受到重視。
惟興建一座離岸風力場,不僅工程繁雜,而且資金需求龐大,必須進
行多項開發評估,以降低投資風險。其中,風力機的佈置,包括數量及規
格之選定,攸關發電量,同時影響整座風場的造價成本,其結果將反映在
日後的電價上。所以,風力機組的佈置格外重要。
本文針對風力機組之佈置進行評估,探討風場面積、風機型號、環境
情況等參數對風電場成本效益之影響,以非線性的混合整數規劃(MINLP)
數學模式,模擬如何在有限的面積內以最低成本獲得最大功率輸出
Due to the energy crisis and global warming, renewable energy gradually
comes to public attention. Compared to other renewable energy, wind energy
has economic benefits and mature technologies and, therefore, been strongly
promoted by many countries. Among them, more emphsis is put on the
offshore wind farm, owing to the scale of energy and environmental
considerations
To build up an offshore wind farm is not only process complicated but also
capital intensive, a number of development assessments, must be carried out to
reduce investment risk, one of which is the layout of wind turbine, including
the quantity and specifications of the wind turbine, that will affect the power
generated, and the entire cost of the wind farm, the result will be reflected on
the electricity tariff in the future.
Therefore, the layout of the wind turbine is particularly important.
In this paper, the layout of the wind turbine will be studied to evaluate the
influence of the parameters of the wind farm area, type of wind turbine, and
environmental conditions on the cost-effectiveness of the wind farm. A
mathematical model based on non-linear mixed integer programming(MINLP)
is used to simulate for maximum power output under limited area.
摘要......................................................................................................1
ABSTRACT ........................................................................................... 2
誌謝........................................................................................................3
目錄........................................................................................................4
表目錄....................................................................................................5
圖目錄....................................................................................................6
第一章緒論........................................................................................... 7
1-1、研究動機與目的......................................................................7
1-2、研究方法................................................................................. 8
1-3、全文架構與流程....................................................................10
第二章、文獻回顧................................................................................ 11
第三章、風對風力機輸出功率之影響.................................................... 13
3-1、風力機概述...........................................................................13
3-2、風能轉換與計算....................................................................15
3-2-1、風能計算....................................................................16
3-2-2、貝茲極限(Betz limit) .............................................17
第四章、風場模擬................................................................................ 22
4-1、模擬方法...............................................................................22
4-1-1、整數規劃....................................................................22
4-1-2、數學關係式.................................................................28
4-1-3、風場假設....................................................................29
4-2、模擬結果...............................................................................31
4-2-1、風場面積為2.25 平方公里..........................................31
4-2-2、風場面積為4 平方公里...............................................34
4-3、實際風場模擬........................................................................37
第五章、結論與未來研究方向.............................................................. 41
5-1、分析結果...............................................................................41
5-2、未來研究方向........................................................................43
參考文獻............................................................................................... 45
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