1. 風力發電機
操作方式：一開始先慢慢的旋轉葉片並一邊看電流表和電壓表的值，
如果值跑到負的那趕快朝另一個方向旋轉讓數值回到正的，就能開始
觀察快轉與慢轉時，電流表和電壓表的數值，但是不能轉得太快因為
有時電流太大會造成 LED 燈泡損壞。
風力發電原理
風力發電的方式乃是利用風車擷取空氣流動的動能，轉換成風車的旋轉動 能，帶動發電機來產生電力。
風力蘊藏能量
蘊藏在風中的能量最早由德國人貝茲(A. Betz)作有系統的推論。假設一塊質 量為m 的空氣以速度 v 移動，則其動能根據牛頓第二定律表示為
2
2 1mv
= 動能
此時氣流所蘊藏的功率（power）Pw為
Pw= 2 2
2
2 1 2
2 1 1
v m m v
mv
&
=
⎟⎠
⎜ ⎞
⎝
= ⎛
= 時間 時間 時間
動能
其中m&為空氣的流量。若此質量為m 的空氣通過面積為 A 的平面，流量m&可表
示為
Av m ⎟=m= ρ
⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛ &
時間 (1)
其中ρ 為空氣密度。故空氣流動的功率 Pw可改寫為
3
2 1 Av
Pw = ρ (2)
由上述方程式可知風能與風速的三次方成正比。
空氣流經單位面積的功率稱之為功率密度（power density），用下列方程式表示
3 3
2 2 1
1 A v
Av ρ
ρ
=
=
= 面積
功率密度 功率 (3)
2. 水力發電機
操作方式：一開始先慢慢的旋轉葉片並一邊看電流表和電壓表的值，
如果值跑到負的那趕快朝另一個方向旋轉讓數值回到正的，就能開始 觀察快轉與慢轉時，電流表和電壓表的數值，但是不能轉得太快因為 有時電流太大會造成 LED 燈泡損壞。
發電原理
水受到地心引力的作用，自然的從高的地方往低的地方流去。聰明的人們觀察這 個現象，讓水流落差造成的沖擊力，來帶動類似電風扇的葉扇，並靠葉扇的轉動 帶動發電機，如此一來便可以用來發電了，這就是水力發電的基本原理。由於水 力發電的過程並不會造成環境的污染，而且發電完畢的水可以直接放至下游，或 一再重複的利用，所以我們稱水力發電是最乾淨的發電方式之一。
3. 太陽能電動遙控模型船
操作方式：一開始從 1 的地方將開關開啟，此時螺旋槳就會轉動了。
可以將太陽能船放入池塘裡那用手控制方向，注意 2 的開關請不要開
啟。
4. 光能發電效能檢測器
操作方式：一開始先將開關開啟，模擬太陽的燈泡發光之後可以來回
的移動太陽能板，並觀察電流和電壓值與風扇的轉速。注意燈泡開啟
時間盡量不要超過一分鐘關閉後請不要徒手觸碰燈泡會燙傷，鉛酸電
池的正負極做得很近所以要小心正負極相碰。
太陽能原理：
太陽能一般指太陽光的幅射能量。太陽表面所放射出來的能量換算成電力約 為 3.8×1023 千瓦(kW)左右，這些能量經過 1 億 5000 萬公里的太空到達地球大氣 圈時，其輻射能源密度約為每平方公尺 1.4 千瓦 (kW/m2)，此通常稱為太陽常 數。太陽能的利用有被動式利用光熱轉換和光電轉換兩種方式。利用太陽能能源 有以下幾個優點: (1)地球光照充足且平等，(2)太陽能的供應源源不斷不需額外 成本，(3)太陽能轉換能源應用過程不會產生環境污染，(4)不會消耗其他地球資 源或導致地球溫室效應。
1.依照結構分類
(1)同質結構太陽能電池
利用同一性質(相同能隙)材料製作 P-N 接面之太陽電池。
(2)異質結構太陽能電池
利用不同性質材料材料形成 P-N 接面之太陽電池。
2.依照材料分類
(1)矽太陽能電池，包括有單晶矽、多晶矽、非晶矽三種，其外型差異性如圖 三所示。
(2)化合物太陽能電池，分為 (GaAs、CdS、CdTe、CuInSe2) (3)有機材料太陽能電池
(4)奈米材料太陽電池 (奈米碳管、染料敏化太陽電池)
觀察太陽電池的好壞一般以光電轉換效率來評估，在相同的太陽光照度 下，相同面積的太陽電池，如果能提供越多功率的太陽電池，我們稱為太陽光電 轉換效率較高。怎麼計算太陽電池的轉換效率呢?說明如下:
太陽能光發電轉換效率公式：
% Im 100
%
100 = ×
×
= Pin
Vm Pin
η Pm 其中
Pin：太陽光入射功率 (一般標準光源功率為 100 mW/cm2) Pm：最大輸出功率 (由電表配合軟體量測計算得知) Im、Vm：最大輸出功率時之電流、電壓
5. 燃料電池教具
電解水製氫及燃料電池發電結合體
太陽能發電製氫及再發電系統
燃料電池發電系統
發電原理
燃料電池的作用原理是以氫為燃料，經過與氧的電化學反應後，不需燃燒反 應就可以將燃料的化學能轉爲電能，是一種直接式的能量轉換器，發電效率極 高，最終的副產品只有熱能與純水。
燃料電池與一般電池最大不同的地方，在於一般電池的反應物是存放在電池 內部，而燃料電池的燃料則是從外面輸送進去的，只要一直供應燃料，燃料電池 即可持續發電功能。跟一般電池相似的地方，則是兩者的裝置都有陰 (正)、陽 (負) 兩個電極與電解質，燃料電池中陽極的氫氣失去電子產生氫離子，經由電 解質移動到陰極與氧氣以及流回的電子反應形成水。此外反應若要在室溫下進 行，電極中還須有催化劑，幫助加速氧化還原反應的進行。
陽極反應式：2H2 → 4H＋ + 4e－ 陰極反應式：O2 + 4H＋ + 4e－→ 2H2O
全反應：2H2 + O2 → 2H2O
