一、規劃緣起
為響應無核家園的國家政策，本公司特就現行相關法令規定，及目前風力發電相關最新科技，試作建置小型風力發電廠之最佳規劃，以供推廣民間參與開發再生能源之參考。
 
本規劃書針對風力發電廠的風場配置、適合採用的發電機種、電控系統、環境影響、經濟效益、實施方式、投資成本及併網躉售台電等做概略說明。
 
二、機種評介─7.2KW-70RPM垂直軸風力發電機
1、傳統大型風力發電機建置成本太高、對生態環境的衝擊大
風力發電經過二十幾年的發展，規模難以大幅擴大、普及最主要的原因，就是過去執著於大型風機。傳統大型風機由於塔座體是巨無霸，太佔地方，建置技術及建置成本都太高，除依靠政府大量資金挹注或財力雄厚的財團外，一般民眾均無力承擔。
 
而且，巨大的塔體與風機的噪音對生態環境的衝擊，常招來環保團體的反對，台灣西部濱海公路沿途所見矗立在海邊、十幾層樓高的巨大白色風力發電機，只要靠近風機塔座，都可以聽到風機發出「嗡嗡嗡」的聲音。這是發電機頂端的三片巨大風車葉片在強勁海風帶動下，緩緩轉動，帶動風機內的發電機發電，所產生的低頻噪音。

2、最佳機種─台灣愛迪生創意科技公司9KW小型風力發電機
本公司近三年來針對前述大型風力發電機的種種缺點積極進行研發改良，推出20KW以下小型風力發電機組，目前主要產品包括有150W、300W、500W、5KW、9KW、10KW等不同機種，其中又以9KW風力發電機最適合做為建置大規模風力發電廠的主要機種。其規格參見附表：

7.2KW風力發電機 : 低轉速 額定功率: 7200W/350V 單相電流: 12.8A/phase 額定轉速: 70rpm 風輪迴轉直徑: 7m 最高工作溫度: 50°C 工作環境高度: 6000m 以下 軸(水平/垂直) 垂直 葉片數量: 5 葉片長度: 6m 風機高度: 9-10m 葉片材質: 鋁合金 起始風速: ≥4m/s 切入(始充電)風速: 7m/s 切出(額定)風速: 25m/s 安全風速: ≤30m/s 最大風速: 27m/s

3、本公司7.2KW風力發電機組在核心技術上至少擁有下列優勢：
1、核心發電部分是本公司研發擁有專利權的盤式磁浮發電機，採用永磁發電，省去了傳統勵磁式發電機的勵磁繞組、碳刷、滑環結構，整機構造簡單，體積小、重量輕、功率大。
性能功率經金屬工業研究發展中心測試認證，運轉時完全沒有噪音、沒有電磁波幅射及空氣污染的問題。
特性：
① 無鐵芯、無磁滯和齒槽效應，啟動轉矩低。
② 無鐵損耗，發熱低、溫升小，發電效率高。
③ 採用獨特的無鐵心精密繞組高精密線圈。
④ 採用永磁稀土高密度磁石，多極構造無電氣接觸，輸出功率高。
⑤ 低轉速即可驅動產生電流，無使用環境限制。



2、風輪採五葉片垂直軸Darrieus式H型設計，由於在翼型和安裝角上做最合適的選擇，所以完全能得到相當不錯的起動性能，風速只要達5m/s就能啟動發電。另外垂直軸風力發電機的風輪圍繞一個垂直軸旋轉，風輪軸與風向垂直，可以接受來自任何方向的風壓，當風向改變時，無須對風。另外，垂直軸風輪的葉片在旋轉的過程中，由於慣性力與重力的方向始終不變，所受的是恒定載荷，因此疲勞壽命要比水平軸風輪長。
 
3、塔座體高度只有6-10公尺，葉片不產生風切聲，而且佔地小，風場建置完成後，基地仍可做為農耕等原來之使用，對原有的環境幾乎不產生影響。
 
4、造價成本低、經濟效益高、回收快。與大型風力發電機比較，同等發電量的建置成本便宜近30%。

  
三、風場規劃
所謂風場就是風電場，是指將風能捕獲、轉換成電能並通過輸電線路送入電網的場所。風場由四部分構成：
1、風力發電機組：風電場的發電裝置。
2、道路：包括風力發電機旁的檢修通道、變電站站內站外道路、風場內道路及風場進出通道。
3、集電線路：分散佈置的風力發電機組所發電能的彙集、傳送通道。
4、變電站：風電場的運行監控中心及電能配送中心。
 
風場規劃前，有些背景條件要先說明 
條件說明：
          1、申請台電躉購，一個地號只能一個申請人
          2、台電躉購價，1KW以上不及30KW，陸域風力每度電8.6685元 (見附表) 
          3、農地種電，必須事先向主管機關申請許可。
          4、一座容量30KW以下的風力發電廠佔地需1000平方公尺（303坪）
          5、風場要有台電饋線並餘有容量。
          6、年平均風速每秒5公尺以上。


建置規模建議：依前述說明，如有基地1000平方公尺（303坪）、風場良好（年平均風速每秒5公尺以上）、加上附近有台電饋線，以目前台電躉購的費率，建議建置30KW以下電廠最符合經濟效益。亦即建置7.2KW-70RPM垂直軸風力發電機4座，合計容量28.8KW（瓩/度）。
 
四、建置工程內容及流程
 
1、場域規劃：土地改良（整地、交通）、風場配置（風機位置、塔柱間距、附屬建物/變電站等）。
2、地質探勘：地質鑽探、土壤分析、基礎設計
3、塔體建置：塔體鋼構設計製造、基礎建設、樹立塔柱。
4、發電機組裝設：包括發電盤、風輪等機組上架。
5、建置控制系統：配線、建置變電站。
6、遠端監控系統：擷取每部風機的運轉資料，包含電壓、電流、功率等資訊；收集風場中所有機組的運轉資料，即時顯示於瀏覽介面中，並可儲存管理，統計報表，計算累積發電量等資訊。
7、場域安全措施：場域周圍以鐵絲網隔離，並建構避雷網。
8、申請台電併網躉購：申請併聯與台電購電合約、電氣技師簽證、結構師簽證、申請農地使用許可、申請雜項建照、申請能源局核准。
9、送電：與台電併聯施工、送電出售（合約20年）。
 
五、環境影響評估
風力發電利用的是可再生性的風能資源，屬於綠色潔淨能源，它的使用對大氣環境不造成任何污染；從另一角度來看，充分利用風力發電，也可降低礦物質燃燒的使用，從而減少污染物的排放量。另外，風力發電對場內的土地利用不受限制，未占用的大面積土地仍可按原來用途繼續使用。
本公司7.2KW70rpm垂直軸磁浮風力發電機，運轉時完全沒有噪音、沒有電磁波幅射及空氣污染的問題，如風場周圍250公尺以內沒有住家，就沒有環境影響評估的問題。
 
六、建置經費概算及效益
 
建置風力發電廠的主要投資在風力發電設備，包括發電盤機組、控制器、逆變器、葉片、葉片支架等，約佔總費用的55%。
 
其次是風場的相關軟硬體設施，包括地質探勘分析、基礎設計、塔柱製造及埋設、監控系統的建構及場域安全等，約佔總開支的25%。
另外申請躉購及併網送電等經費約佔20%。此部分涉及多方法令規範，申請程序
繁雜，加上與台電併網在設備及施工技術上有多項的專業認證要求。
 

台灣愛迪生9KW/10KW風力發電機種電流程    

https://youtu.be/M4R5ICL8YrE

  

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