风力发电与贮能的技术

　　电能在利用上以及在能源转换上，远比其它能源来得方便，为了使电能能够充分利用，还是得把风能转变为电能，亦即进行风力发电。 
 
    风力发电系统，最重要的就是风车，其次才是发电机和贮能装置，剩下的就是整流、稳压、换流等控制电路。 
 
    风车依转轴的方向，可分为水平转轴式和直立转轴式；水平转轴式的风车，发明较早，其叶片垂直于风向﹝大多指沿地表流动的风﹞，分螺旋桨型、荷兰型、多翼型等；直立轴的风车，其叶片围绕直立轴而转，不必调整去正对风向﹝可接受四面八方任一方向来风﹞，构造简单，价格较低廉，可分为打蛋器型﹝Dardeus﹞，圆筒型（Robinson）等。水平轴式风车中以高速螺旋桨型，直立轴中以打蛋器型效率较高。 
 
    水平轴的风车安装及搬运远比直立轴的麻烦，容量比较大的，往往要采用撑杆﹝起重架﹞把风车的塔架树立起来。比较起来小型风车及多扇叶风车较适合于低风速的地区来发电。 
 
    发电机配合风车来装设，故风车的大小或风力发电装置的大小，往往用发电量来描述，一般发电达100KW的称为大型机。目前建造风力发电系统发电的成本每度﹝KWH﹞分别为：1.5～3.5MW 的美金0.19元，350MW约为0.48元，小型的风车已达商业化阶段，可供购置为自备电源。大型的制造修护运转成本较高，以200KW至l000KW之间的较经济。选用风力发电装置应考虑；当地用电之需求，包括负载用电量、负载特性及种类，以及当地的风力特性。 
 
    风力发电机在风速达到激活风速时才开始发电，风速超出额定值时，风率转速虽升高，但其发且功率不变，直到风速高达截止风速时，风车会自动停止，以保护整个系统。 
 
    为了应付雷雨锋面经过，阵风或台风的影响，各风车容量，机型、特性、控制系统、并联方式以及风车之间排列位置，应慎重规划。  
 
    风力发电时，发电量与风速的立方成正比，由于发电输出时大时小，因此采行各种贮能方式，以资调节，这些方式包括：
    （1）采用蓄电池组，发电多时存起来，发电不足时，由蓄电池供电给负载，这种方法适用于小型风力发电。蓄电池与负发电机间接有交直流转换器，整流器和控制电路。 
 
　　（2）与其它发电方式之供电系统相并联，例如附近的配电电路是由火力、水力或核能发电厂接出来的，那么经由控制系统就可以使两者并联互通有无。 
 
　　（3）采用扬水即抽蓄方式，即风力发电多时，用多的电把水打往上池水库，缺电时再经水库放水，靠水力发尾机组发电来支持，这方法目前效率仍低，亦不经济。 
 
　　（4）采用氢能储能，风力发出的电可用来制取氢气﹝例如电解水﹞，氢可以储存、运送也很方便，需要能量时，利用燃料电池即可立即发电，以供应用。 
 
　　（5）采压缩空气贮能，以风力发电多余的电力﹝或机械动力﹞驱动空气压缩机，把空气压缩存入地下洞穴或人造地洞中贮存起来，留待需要电力时通往汽轮发电机组发电。 
 
　　（6）配合太阳能发电，由于太阳能与风能有互为消长的现象，因此把太阳能发电系统和风力发电系统并联起来，可使供电变得较为稳定。 
 
    除此之外，尚有利用飞轮效应及MHD发电来储能的方式，仍在试验阶段。