2012年1月22日 星期日

風箏發電時代 ─ 風力發電已逐漸成熟: MIT BAT ( Wind energy research product )

風電時代來臨 風箏發電

荷蘭科學家證實一隻翱翔天際10平方公尺大小的風箏,足以產生萬瓦電力,約可滿足10戶家庭用電。科學家下一步的計劃「階梯型發電機」(Laddermill)風箏,預計可產生5萬瓦電力。最終,科學家希望可以製造出億瓦電力的大型風箏發電系統。

根據《英國衛報》報導,荷蘭台夫特(Delft)科技大學永續發展工程教授烏波.歐克斯(Wubbo Ockels)指出,風箏可以透過繫在地面發電機上的繩索來發電,風箏透過風力在空中飛翔,不斷飛上、飛下的動作足以產生龐大的能量。科學家指出,風箏發電的成本低廉,約相當燃煤發電,是使用風力渦輪發電費用的一半。

比平地風能密度增加 10倍
歐克斯是使用由英國薩塞克斯大學風箏能源研究員福雷(Allister Furey)所研發的「8字型飛行
模式」(figure-eight flying pattern)做電腦模型技術,描繪出產能最佳的風箏情況,並以增加空氣流經風箏的速度。另外,歐克斯也深入研究溜溜球(yo-yo)的運動規則,上方的空氣流動速度比周圍的風速還大。所以,當一隻風箏飛向天際時,另一隻風箏就像滑翔機從天而降,不需要多少動力就能飛行。

高度是風箏發電的優勢。一般發電風車的高度約80公尺,該高度的平均風速是每秒5公尺。隨著高度不斷增加,風速一方面增強,另一方面也較穩定,到了800公尺處的平均風速為每秒7公尺。風力所產生的電力與速度立方成正比,風箏在高處所產出的電力比低處達5倍之多。

此外,建造一座高達800公尺的風車可能性相當低,但風箏卻可輕而易舉地達到這個高度,並充分利用該高度所產生的風力。科學家表示,高空所產生的高速「噴射氣流」(jet stream),使得英國、荷蘭、愛爾蘭以及丹麥成為風箏發電的首選之地。福雷指出:「在英國任何一個地方都能有經濟效益地經營一家風箏工廠,卻無法以較低的成本運作風力渦輪發電。」

世界上一些科學家正研究如何以風箏來駕馭源源不絕的風力能源,科學家估計風力能源超過整個地球電力需求的百倍以上。2007年,Google慈善部門投資了1千萬美金於美國一家Makani風箏公司。另,義大利巨杉公司所設計的風箏發電機(Kitegen),是將旋轉的12組風箏放到2千公尺的高空收集風力,來牽引一個直徑100公尺的旋轉木馬轉盤進行發電,估計可產出10億瓦電力,相當於一個標準燃煤發電廠所產出的電力。

MIT的風力發電機,在美已確定商用(台灣風力能源充沛!)

從MIT 分枝出來的Altaeros Energies開發的是,全球首創飛在空中的商用風力發電機,叫做:「Buoyant Air Turbine」(BAT)。將氦氣充滿在直徑大約10公尺的風洞型氣球,中心架設風車的構造,可以在上空接受風力而運轉。一台BAT的發電能力大約是30KW。不管下雨或是下雪都可以使用。在阿拉斯加州已經確定商用運轉。 ( 註:若發電能力大約是每小時30KW :
  • 約90萬個MIT的風力發電機,約 424 平方公里 [ 85公里 * 5公里空中平面 ] ,產生核四運轉一年的發電量 2365200萬kWh
  • 若採用堆疊 8層組合方式, [ 22*10公里 * 2.5公里 * 0.15公里 空中矩型體 ] ,使用中央山脈220公里,若全部建制 BAT風力發電機預估可發電總電量約十一座核四發電量,將可占台灣 60%電力需求,減少55%進口能源,增加 GDP 8.25%;
  • 若採用堆疊 16層組合方式, [ 22*10公里 * 2.5公里 * 0.3公里 空中矩型體 ] ,使用中央山脈220公里,若全部建制 BAT風力發電機預估可發電總電量約二十一座核四發電量,將可占台灣 120%電力需求,減少100%進口能源,增加 GDP 15%;
  • 根據 MIT及BAT發電機增加高度,風力能量密度增加,若都在3800m高度風力發電,發電量將是以上3.5倍,採用堆疊 16層組合方式, [ 7*10公里 * 2.5公里 * 0.3公里 空中矩型體 ] ,使用中央山脈70公里,若全部建制 BAT風力發電機預估可發電總電量約二十一座核四發電量,將可占台灣 120%電力需求,減少100%進口能源,增加 GDP 15%;
  • 註:中央山脈北起宜蘭縣蘇澳鎮南方澳與東澳之間的烏岩角,南抵台灣本島最南端的鵝鑾鼻,全長約340公里,東西寬約80公里,縱貫全島有「台灣屋脊」之稱,中央山脈七星嶺後大都超過1000公尺的有名山峰(1369公尺),三星山則是第一座高度超過2000公尺的有名山峰(2352公尺),此後高度即均在2000公尺以上,南湖大山北緣的巴都諾服山首度超過3000公尺(3167公尺)

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考量品質、土地、費用 風力發電當紅,台灣為何有難色

中國的廣州中科恆源能源科技公司研發出一種「全永磁懸浮風力發電機」,標榜「輕風起動,微風發電」。只需每秒1.5公尺的風速(煙可被吹動,但風向標還轉動不了),就能帶動發電機運轉,還可比傳統發電機提高20%發電量。

     這款風電機並獲得35屆日內瓦國際發明博覽會的特別金獎,獲選世界「十大綠色發明」之一。「什麼?空中發電?!」你沒聽錯,風電產業也在積極地「向上發展」。聖地牙哥的 Sky Windpower 公司正研發一款新型空中風力發電機,可在距離地面一萬公尺的高空中採集更為穩定、強大的風力進行發電。
現在風力發電機已經很成熟

     荷蘭的皇家殼牌石油、加拿大的Magenn Power等公司,也都在積極地投資或從事空中風電的研發設計。

風力發電

現在,風力發電在全世界已經逐漸成熟,一個國家像台灣 92% 能源來自進口,進口能源占 GDP 之 15%,因應未來能源需求,提高風力發電比重是有必要,風力發電意味減少進口能源 提高GDP,風力發電成本不高,因為風力發電機維護很低,政府只要以30年1%低息貸款風力發電廠經營,風力發電成本不高,每度電之風力發電成本將低於火力發電。



:高空中風力發電機非常適合台灣,因為它的發電量是可以取代核能發電,取代台灣傳統發電 20% ~ 40% 發電量,減少進口能源費用增加GDP成長,因為台灣高空風力能源相當豐富,風力已經是全世界已知第二大再生能源,若能減少進口能源費用台灣GDP就還有成長 10%空間,也可大幅降低台灣能源進口拿回扣事件。現在風力發電之主要是平均發電量約1/3風力發電機最大發電量。



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6 則留言:

許議中 提到...

您好;

看了您的分析, 深感贊同...
目前個人有新的風力發電作品, 與您所述的完全不同, 會是最輕, 最簡單, 最廉價, 最容易實現的, 敬請參考與指教, 謝謝.

http://www.slideshare.net/ssusera40516/ss-50394332

TrueTp Wang 提到...

Thanks, This is a good idea;

Where are you from?

Unknown 提到...

剛剛才看到您的回應。

我高雄人,在台北上班

許議中 提到...

這是我新建的群組, 請參考

https://www.facebook.com/groups/1729443790625681/

TrueTp Wang 提到...

你這專利 must realize into a product like Toy, so you can be easy to promote your technology and patent.

I saw other wind electricity power generator product is a toy and sell very well in market before;

許議中 提到...

謝謝您

目前想先做一種構型, 約曬衣架大小, 方便攜帶, 也可固定, 可用於屋頂與空地, 當然作為教具也是可以...
優點是可擷取比傳統風機大幾倍的風場, 但只要一部發電機, 換句話說, 在一些有裝家用風電機的地方, 原來需要較大的風才能發電, 此設備可以增加數倍風場, 使較小的風也有電力, 而較大風時發的電量要大很多.

有用三腳架做了原型, 近日外測, 結果會再公開, 敬請期待.