第二章 文獻回顧
第一節 綠色能源發展現況
據國際能源署(IEA, International Energy Agency)「2007 年世界能源展望 (WEO 2007, World Energy Outlook 2007)」預測資料顯示：全球發電量將由 2005 年的18.2 兆度增加至 2015 年的 25.6 兆度，年成長率為 3.5％；其中，再生能源 東北信風帶(Northeast Trade Winds)上，風力資源相當豐富，近來因油價高漲及再 生能源意識的興起，如何可有效利用此豐富的再生能源，實為現今迫切重要的課 題。目前已有許多國家大量應用風力發電裝置，依據張希良其著作 (2007)和全 球風能協會(Global wind energy council)之 2006 年的報告，風力發電機裝機量高 達20000MW，此發展主要是由中國、美國及西班牙來領導，使得比起 2006 年的
小型風力發電機現地試驗方法建立 與風洞試驗比較研究
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圖2-1 全球風力機累積裝載容量
資料來源：全球風能協會網站第二章 文獻回顧
資料來源：IEA, World Energy Outlook 2007
國內電機、機械產業的製造技術對我國風力發電產業的發展奠定非常良好的
小型風力發電機現地試驗方法建立 Electrotechnical Commission, IEC)第 88 號技術委員會(TC-88)負責制定，主
要的標準如下：
• IEC 61400-24 Lightening Protection
IEC、IEEE 及 AWEA 仍在發展許多新的風力發電標準，而美國國家再生能 源實驗室(National Renewable Energy Laboratory, NREL)，已針對上述標準制定許 多實用性的指引，提供產業界使用。這些標準能夠有效運作的關鍵，在於能否提 供足夠的消費者與安全保護，以避免產生市場與經濟上的障礙。目前在歐洲與美 國已建立了許多驗證制度，如在美國NREL 已與 Underwriters Laboratories (UL) 建立風力發電驗證制度，而IEC 的標準亦在此驗證制度中被引用。
第二章 文獻回顧 水平式風力發電機：水平式風力發電機之軸承將平行於風向，表示其葉片與 風向垂直，則須採用升力型葉片，目前水平式風力發電機較垂直式風力發電機可 擷取更大之風能，即水平式風力發電機擁有些微高的發電效能係數(Power coefficient)，但隨著機構設計有著長足的發展，垂直式風力發電機的最大發電效 能係數有提高的趨勢，此外水平風力發電機有必須迎風的限制，則必須能360 度 旋轉以追逐風場之風向，如以其旋翼座裝設位置分類又可分為上風型(upwind)及 下風型(downwind)兩種。
圖2-2 風力發電機種類示意圖
資料來源：Walker[1997]小型風力發電機現地試驗方法建立
Burton 等人 (Wind Energy Handbook, Burton 等人, 2001)提及真實風場下 可利用的風能與風速的三次方成正比，其最顯著之特色為持續不斷變化的特 系統所產生，Diurnal Peak 為由地理位置影響一天風的變化，最小的時間尺度 為比分鐘或秒更小的紊流(Turbulent Peak)所導致。
此外在於任何自然風場裝設風力發電機前，首先須了解選取地點自然風 場的特性，須用定量之風向和風
第二章 文獻回顧
slight breeze
人面感覺有風，
樹葉搖動，普通之風 標轉動
1.6-3.3 4-7
3 微風 gentle breeze
樹葉及小枝搖動 fresh breeze
有葉之小樹開始 搖擺
8.0-10.7 17-21
6 強風 strong breeze
樹之木枝搖動，
電線發出呼呼嘯 聲，張傘困難
10.8-13.8 22-27
7 疾風 near gale
全樹搖動，逆風 行走感困難
13.9-17.1 28-33
8 大風 gale
小樹枝被吹折，
步行不能前進
17.2-20.7 34-40
9 烈風 strong gale
建築物有損壞，
煙囪被吹倒
20.8-24.4 41-47
10 狂風 storm
樹被風拔起，建 築物有相當破壞
24.5-28.4 48-55
11 暴風 violent storm
極少見，如出現 必有重大災害
28.5-32.6 56-63
12 颶風 hurricane
32.7-36.9 64-71
資料來源：能源研究所
小型風力發電機現地試驗方法建立