本計畫執行成果與計畫目標已達成，且本研究成果亦具有學術價 值；研究中所建立的數值模擬平台（見圖6.1），節省了大量的實驗 材料成本。而經由實驗平台得到的測試結果與數值模擬之評估結果比 對，更確立了模擬平台的準確性，故此完整實驗與數值結合之平台可 作為垂直軸風力發電機之測試基準依據。
在本計畫的最後一年，亦成功的依照測試的結果對所設計的風力 發電機的風車部分做了最佳化的改良，並更進一步利用本計劃所開發 之模擬平台對更大型之發電機組做設計與評估，以作為未來大型商業 用發電機組(如 10~50 千瓦之發電機)之應用。此研究可供推廣之研發 成果見於下表（可供推廣之研發成果資料表）。
而在替代能源的研究方面，目前已有6 位碩士生與一位博士生從 事垂直軸風電機之開發工作。除了承接業界委託之多項合作計畫案 外，並已完成此三年期的結合”CFD/結構振動/原型製作/性能實驗”的 整合型之垂直軸風力發電機的計畫案，已建立起
（1）可靠的三維數值流場分析平台、
（2）可拆式、多功能的風力發電機測試平台、
（3）功能強大的自動化實驗資料擷取系統，可供長期進行風力發電 機的性能測試。
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研究團隊這項結合了設計/製作/實驗/數值之完整風力發電機的研 發能量，足以進行更進一步的風/光能混合發電系統之研發挑戰。同 時已發表8 篇學術研討會，其中具 EI 之國際研討會論文如下：
(1) Lin, S. C., Yanto H. A., Lin C. T., and Hwang J.C., 2009, “ Modeling and Control of Household-size Vertical Axis Wind Turbine and Electric Power Generation system”, The Eighth International Conference on Power Electronics and Drive Systems, pp. 1301-1307, (EI).
(2) Ke, S. C., Hsu, S. Y., Chen, Y. W., Peng, Y. I., and Lin, S. C., 2009,
“ Study of the Anchor Point Arrangement Policy in Mobile WiMAX Networks”, International Conference on New Trends in Information and Service Science, pp. 1245-1250. (EI).
(3) Lin, S. C., Yanto, H. A., and Huang, Y. M. , “Numerical Simulation of Flowfield Associated with a Savonius Rotor, ESDA2010-24440, ASME 2010 10th Biennial Conference on Engineering Systems Design and Analysis. (ESDA 2010), (EI, NSC-96-2221-E-011-053-MY3).
(4) Lin, S. C., Chuang, F. S., and Hsiang, S. H., 2010, “Establishment and Safety Evaluation of a Removable Experiment Platform for VAWT ”, ASME 2010 10th Biennial Conference on Engineering Systems Design and Analysis, ESDA2010-24349, (EI, NSC-96-2221-E-011-053-MY3).
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圖 7- 1 模擬平台建立程序
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表 7- 1 可供推廣之研發成果資料表 (I)
□可申請專利 ■ 可技術移轉 日期： 年 月 日
國科會補助計畫
計畫名稱：垂直軸風力發電機的數值、原型製造與實驗之整合研究 計畫主持人：林 顯 群
計畫編號：NSC 96-2221-E-011-053-MY3 學門領域：流體力學
技術/創作名稱
垂直軸風力發電機的數值模擬平台
發明人/創作人 林顯群
本研究利用大尺度渦漩模擬(LES)建立一套有效預測垂直軸風力發電機之數 值模型，並以此一模型對不同參數組合之進行流場與氣動分析。且經過對支 撐臂等在模擬模型中被簡化的部份進行修正後，模擬結果皆落在實驗結果的 誤差範圍內，證實所建立之數值模形能有效的對垂直軸風力發電機進行模擬 預測。最後並對風車在半徑及葉片數等參數做了最佳化的設計後，發現半徑 1.5 公尺的改型風車能得到最佳的風能轉換效率，且由實驗結果可知，增加 阻力型風車的葉片數可有效利用掃風面積並提高轉矩；葉片越多、轉矩越 大，也就越易於啟動。
技術說明
For the aspect of establishing a reliable numerical means, incorporated with LES scheme. Also, its aerodynamic characteristics are close to the experimental result after the supporting arms of blades is taken into account in calculating the VAWT performance. In addition, a parametric study, including blade number, radius, and solidity, is carried out with the aids of this new simulation model for realizing their corresponding influences on the VAWT performance.
可利用之產業及
可開發之產品
產業：風力發電產業。
產品：垂直軸風力發電機組具。
技術特點 本計畫所設計之新型多葉片垂直軸式風力發電機非常少見，可擷取任 何方向的來風，其機構簡單且美觀，易於製造維修，造價與養護費用 低廉，在低風速下即可啟動，轉速慢和扭力輸出大的特性使其較適合 作為抽水或壓縮空氣之動力來源。
推廣及運用的價值
透過本技術，得以更快速的完成風力發電機之設計，有助於提升台灣在
能源開發技術。
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表7- 2 可供推廣之研發成果資料表 (II)
□可申請專利 ■ 可技術移轉 日期： 年 月 日
國科會補助計畫
計畫名稱：垂直軸風力發電機的數值、原型製造與實驗之整合研究 計畫主持人：林 顯 群
計畫編號：NSC 96-2221-E-011-053-MY3 學門領域：流體力學 技術/創作名稱 自動化、可拆式垂直風力發電機之性能評估實驗平台
(Automatic and Removable Experiment Platform for VAWT)
發明人/創作人 林顯群
建置一套自動化的資料擷取與處理系統，採用 Labview 程式撰寫能即 時監測風場與實際發電機之輸出、入各項參數；在結合統計理論後，
這套系統能執行資料過濾與分析工作，確保取得測試資料的可信賴，
並執行相關的風力發電機性能參數計算與繪圖工作。本風力機實驗平 台之完成，可供不同形式之垂直型風力發電機性能測試，其自動化的 資料擷取與處理功能，非常適合進行長期系統化的垂直風力發電機之 研發工作；不僅去掉大量之人力需求與降低操作成本，並提供快速、
可信賴的量測資訊，以供分析比較其相關之氣動性能，進而擬定如何 改良風力發電機之研究方案。
技術說明
This investigation establishes an experimental setup of test platform for a small vertical-axis wind turbine generator, which is installed on the rooftop of a building. By utilizing the data acquisition system (DAQ), all environmental information and power data from sensors and generator on the platform are recorded and transferred to the computer automatically.
With the aids of a visual software programming within the framework of Labview, the real-time monitoring on the input/output parameters of generator and the wind condition on the rooftop can be executed simultaneously. Afterwards, the data processing and in-depth analysis on the experimental outcomes are carried out via the established computer program. Consequently, the actual performance of the wind turbine generator system is attained easily in an automatic and systematic manner.
Moreover, to ensure for providing sufficient data and its accuracy, statistic concept is enforced to judge whether the test data are qualified or not in the data-processing procedure. In summary, this experimental system is appropriate for executing the R&D and performance evaluation on
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VAWT.
可利用之產業及
可開發之產品 產業：風力發電產業。
產品：垂直軸風力發電機組具。
技術特點 採用 Labview 程式撰寫能即時監測風場與實際發電機之輸出、入各項 參數；能執行資料過濾與分析工作，確保取得測試資料的可信賴，並 執行相關的風力發電機性能參數計算與繪圖工作。可供不同之垂直型 風力發電機性能測試，非常適合進行長期系統化的垂直風力發電機之 研發工作；不僅去掉大量之人力需求與降低操作成本，並提供快速、
可信賴的量測資訊，以供分析比較其相關之氣動性能。
推廣及運用的價值 透過本技術，得以更快速的完成風力發電機之設計，有助於提升台灣 在能源開發技術。
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參考文獻
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國科會補助專題研究計畫項下出席國際學術會議心得報告
日期： 99 年 7 月 12-14 日
計畫編號 NSC 96－2221－E－011－053－MY3
計畫名稱 垂直軸風力發電機的數值、原型製造與實驗之整合研究 出國人員
姓名 林 顯 群 服務機構及 職稱
國立台灣科技大學 機械工程系教授 會議時間 99 年 7 月 12 日至
99 年 7 月 14 日 會議地點
Istanbul, Turkey
會議名稱
(中文) ASME 第十屆工程系統設計與分析國際學術研討會 (英文) ASME, 10th Biennial Conference on Engineering
Systems Design and Analysis
發表論文 題目
(1) Establishment and Safety Evaluation of a Removable Experiment Platform for VAWT (ESDA2010-24349).
(2) Integrated Numerical and Experimental Study on the Thermal Management for LED Daytime Running Lamp (ESDA2010-24441).
(3)Derivation of Position-Probability Density for the Transient Nano-Tunnel Problem in Set (ESDA2010-24769).
國科會研究計畫出席國際研討會報告
研討會名稱: ESDA 2010
ASME, 10
thBiennial Conference on Engineering Systems Design and Analysis
12- 14 July, 2010, Istanbul, Turkey
所發表之三篇論文:
Establishment and Safety Evaluation of a Removable Experiment Platform for VAWT (ESDA2010-24349)
Integrated Numerical and Experimental Study on the Thermal Management for LED Daytime Running Lamp (ESDA2010-24441) Derivation of Position-Probability Density for the Transient Nano-Tunnel
Problem in Set (ESDA2010-24769)
報 告 人: 林 顯 群 教授
國立台灣科技大學機械工程系
此次參加 ESDA2010 ASME 第十屆工程系統設計與分析國際學術 研討會，除了擔任兩個 Section 的主持人，並所發表之三篇論文:
(4) Establishment and Safety Evaluation of a Removable Experiment Platform for VAWT (ESDA2010-24349), Section: Renewable Energy Systems.
(5) Integrated Numerical and Experimental Study on the Thermal Management for LED Daytime Running Lamp (ESDA2010-24441), Section: Thermal management in electric devices.
(6) Derivation of Position-Probability Density for the Transient Nano-Tunnel Problem in Set (ESDA2010-24769), Section:
MEMS/NEMS and Nano-Electronics.
此研討會為中型研討會，每兩年舉行一次，今年在土耳其伊斯坦 堡 (Istanbul) 城市郊區之 Yeditepe University 校園內舉辦，參與人數 與投稿論文篇數眾多，共有 568 篇論文核准發表，分成 15 個專業領 域，涵蓋機械方面之所有相關研究領域，並在研討會之三天內分成十 個不同領域與主題 Session 同時進行，研討會中間大會有邀請來自他 國之五個傑出教授提供五場 keynote lectures。
此次研討會屬於中型之國際性會議，在機械領域具有相當之水 準，各領域內容深入，研討會期間有來自三十多個國家之兩、三百位 相關學者，齊聚在土耳其伊斯坦堡之 Yeditepe University 大學內切磋 研究成果，國際性參與度充足。
7 月 11 日由台北出發，經過十多小時之飛行，12 日早上到達土 耳其伊斯坦堡市，由安排之專車接機直接開往研討會會場，車子開了 一個多小時才到達偏避之郊區 Yeditepe University，連駕駛皆要問路 才找到會場，距離所訂旅館之市區有一個多小時之行車時間，對於每 天來回開會不方便。到達會場約十點半快速辦好註冊手續，趕上第一 篇論文發表之場次(Renewable Energy Systems)，題目為 Establishment and Safety Evaluation of a Removable Experiment Platform for VAWT 是 在替代能源的研究方面，即將完成之 NSC 三年期的結合”CFD/結構振動/原型製 作/性能實驗”的整合型之垂直軸風力發電機計畫案 5 之成果。每篇論文發表時 間 15 分鐘，在論文發表後下午則穿梭於 Thermal/Fluid 之 Session 聆 聽有興趣之論文發表。由於旅館與大會會場之交通問題相當不方便，
因此我們幾個一起去之同事，大家約好每天一早 7:30 分由旅館包旅 行車送我們到會場，晚上一起包計程車回去。
因此我們幾個一起去之同事，大家約好每天一早 7:30 分由旅館包旅 行車送我們到會場，晚上一起包計程車回去。