垂直軸風力機葉片變節距之研究

台灣小型風力機產品的型態目前趨向於，輸出功率大於1 kW 者大部分為水平軸風力機，小於1 kW 者大部分為垂直軸風力機。雖然垂直軸風力機的效率普遍都比較低，但因不受風向改變的影響，所以裝置在都會區的垂直軸風力機總體效率比水平軸風力機的效率高。然而，若要在低風速起動通常都要使用阻力型風力機，可是起動後卻有效率低落(功率係數CP ＜ 0.1)的問題。而升力型風力機剛好相反，無法在低風速起動，起動後效率雖較高，但還達不到水平軸風力機的標準。因此，本研究擬探討幾種不同的改變葉片節距角的機構，期待能開發出能在低風速起動，起動後有能與水平軸效率相當的升力型垂直軸風力機。更進一步，也希望能藉由配重來改變葉片節距角，使得風力機在轉速過快時能利用氣流來煞車，達到防止強風破壞的目的。我們計畫在第一年建立一空氣動力學分析系統，用來分析幾種不同的被動式變節距方法，找到可兼顧效果和機構簡單程度的方法，並設計與製造出實際的機構。同時，我們會將先前計畫開發出來測試水平軸風力機的車載型測試平台改裝，用以驗證風力機的性能。第二年，我們擬將先前開發出來做水平軸風力機長期性能測試的實驗平台，改裝成為可測試所發展出來的垂直軸風力發電機之實驗平台。於此平台上，除可確認風力機在真實環境下的性能表現與耐久性，其結果也可與先前水平軸的實驗數據相比較，以驗證所設計被具動式變節距角之垂直軸風力機在都會區的優越性。

系統編號:PB10308-2521
原計畫編號:MOST103-2221-E182-063