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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張淵博
研究生(外文):Yuan-Bo Chang
論文名稱:道路風力發電系統
論文名稱(外文):A dedicated wind generator for energy production on the road
指導教授:吳上立
指導教授(外文):Sun-Li Wu
口試委員:張耀德溫志群
口試委員(外文):Yaote-ChangChih-Chin Wen
口試日期:2012-06-22
學位類別:碩士
校院名稱:高苑科技大學
系所名稱:電機工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:50
中文關鍵詞:風力發電垂直軸風機
外文關鍵詞:Wind powerVertical Axis Wind Turbine
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由於人口的迅速增長,能源需求在近幾年也明顯增加。並且人民追求於富裕與舒適的生活需求,使能源的消耗更加快速。目前,人類大量使用化石燃料,如石油和煤炭,但是,這些化石燃料的燃燒會排放二氧化碳。當二氧化碳濃度過高會進一步導致全球暖化。因此,世界各國正在研究可取代化石燃料的能源,減少碳排放,改善全球氣候變暖問題。目前,太陽能與風能是所有再生能源中主要的開發項目。但是太陽能卻有一些缺點。例如,必須在白天才能發電,成本昂貴,並需要大量的土地。而風力發電,不管白天還是晚上可以發電,安裝地點可以是在海上或陸地上。然而,大氣中的氣流不斷變化,使風速和風向很不穩定,影響發電效率。
本論文設計一套專用於道路上的風力發電系統,並搭配了一套能提高發電效率的導風板。導風板經過實驗證實,當系統裝設導風板時能提高發電效率。而該系統是利用車輛高速行駛時所產生的風來發電。即使在沒有自然風的情況下,只要車輛經過,仍然可以產生電力,尤其裝設於車流量大且高速行駛的高速公路效果最好。若是在高速公路沿線大量設置此發電機,不但可以供應夜間公路照明,甚至可以賣電給電力公司,不但符合經濟效益且環保。

Owing to the rapid increase in population, energy demand has significantly increased in recent years. And the pursuit of the wealth and comfort needs of life generate the growth of the energy consumption. At present, a large number of human use the fossil fuels such as oil and coal; however, the burning of fossil fuels will emit carbon dioxide. When the concentrations of carbon dioxide is too high, it will further contribute to global warming. Therefore, the replace fossil fuel energy is currently studied in the word in order to reduce the carbon emissions and improve the problem of global warming. At present, the energy of solar and wind are the main projects from all renewable energy development; however, there are some disadvantage in the solar energy. For example; it must generate the electricity in the day, the cost is quite expensive, and a lot of land is needed. Regardless of day or night, wind power can generate the electricity no matter of the installation site is equipped in the sea or the land; however, owing that the air flow is dramatically changed in the atmosphere, wind speed and direction is very unstable and it will affect the efficiency of the power generation.
In this thesis, we design the wind power system and a wind deflector dedicated on the road, which it can improve the efficiency of power generation. The experiment confirm that the efficiency of power generation can be improved when the wind deflector is fitted on the system. Using the wind generated from the high-speed car, the designed system will produce the electricity. As long as the vehicle passes through, it can still produce electricity even in case of the absence of the natural wind. In particular, it is the best choice to the install the system in the heavy and high-speed highway. If a lot of this generator is assembled along the highway, it can not only supply the road lighting at night, but also sell the electricity to the power company.

摘要.....I
ABSTRACT.....II
致謝.....IV
目錄.....V
圖目錄.....VII
表目錄.....X
第一章 緒論.....1
1.1研究動機及目的.....1
1.2 文獻回顧.....3
1.3 本文架構.....8
第二章 風力發電機介紹.....9
2.1 風力發電機的種類.....9
2.1.1水平軸式風力發電機.....10
2.1.2垂直軸式風力發電機.....14
2.2 小結.....17
第三章 道路風力發電系統之介紹.....18
3.1工作原理.....18
3.1.1 風力發電基本理論.....20
3.1.2 量測導風板之導風效能.....20
3.2道路風力發電系統之機構.....22
3.2.1風力發電機扇葉.....22
3.2.2扇葉固定座.....25
3.2.3發電機組.....28
3.2.4製作導風板.....29
3.2.5量測導風板的角度.....31
第四章 實驗與結果.....34
4.1 量測風車的風速.....37
實驗一.風車變頻器設定的頻率與產生的風速之關係.....37
4.2系統有無導風板的啟動風速.....38
實驗二.系統未裝設導風板的啟動風速。.....38
實驗三.系統已裝設導風板的啟動風速。.....39
4.3 不同風速下,系統有無裝設導風板時之發電效率.....40
實驗四.系統有無裝設導風板時之開路電壓.....40
實驗五.風速8 m/s,系統有無裝設導風板時之發電效率.....40
實驗六.風速10.3 m/s,系統有無裝設導風板時之發電效率.....41
實驗七.風速13 m/s,系統有無裝設導風板時之發電效率.....42
4.4系統裝設三種導風板時之發電效率.....43
實驗八. 系統裝設三種導風板時之開路電壓.....43
實驗九.風速8 m/s,系統裝設三種導風板時之發電效率.....44
實驗十.風速10.3m/s,系統裝設三種導風板時之發電效率.....44
實驗十一.風速13 m/s,系統裝設三種導風板時之發電效率.....45
4.5道路實測.....46
第五章 結論與未來展望.....47
參考文獻.....50


[1] 維基百科 - 世界人口,http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E4%B8%96%E7%95%8C%E4%BA%BA%E5%8F%A3,2011年11月1日。
[2] 中華民國核能學會, http://www.chns.org/s.php?id=8&id2=149
[3] “101年第1季化石燃料發購電加權平均每度燃料成本” ,台灣電力公司, http://www.taipower.com.tw/left_bar/jing_ying_ji_xiao/coal.htm,首頁 > 經營績效 > 公布化石燃料發購電加權平均每度燃料成本,2012年4月9日。
[4] 行政院原子能委員會 核能研究所,http://www.iner.gov.tw/siteiner/wSite/ct?xItem=5718&ctNode=394&mp=INER,首頁 > 有關核能 > 核能科技發展,2011年1月20日。
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[6] 鐘衍,蔡波,尚鵬,“一種用於地鐵隧道的風力發電裝置”,中國專利號200920148712.2,2009年。
[7] 吳典儒、蕭孟柯、李志洋、丁振卿,“道路儲能發電系統規劃與研發”,中國機械工程學會第二十六屆全國學術研討會論文集,論文編號:E12-022,中華民國台南市,1999年。
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[9]台灣電力公司101年3月各風機發電量、發電時數統計表,統計時間:101年3月1日~3月31日,台灣電力公司。
[10] 牛山泉、三野正洋共著,小型風車設計及製造,復漢出版社,2001。
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[12] 卓清松、林書正、簡紹群,“風力機械傳動製冷系統研究”,中華水電冷凍空調月刊, 2009年8月。

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