2012/05/05
經濟部能源局
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▓撰文、圖片提供：孫維欣
再生能源發電種類繁多，諸如水力、風力、太陽能、地熱、海洋溫差、波浪、潮汐及海流等，但由技術成熟度及經濟性等方面而言，除水力發電外，至今屬太陽能及風力發電的發展最成熟。但臺灣因天候及日照時間的問題，故太陽能發電有其限制。
在臺灣擁有半年以上的東北季風期，沿海、近海及離島許多地區的年平均風速每秒皆超過4～5公尺，是開發風力發電的基本條件。如此優越的風場潛力，再加上我國自產能源貧乏，有99％以上的能源消費均須仰賴進口，因此開發自產能源及利用綠色能源更顯格外重要。在前述客觀因素下，風力發電成為臺灣再生能源的最佳發電系統有其優勢條件。
水平與垂直風機的比較，兩者是以發電機的承軸做區別
水平與垂直風機兩者的差別是以風力發電機的承軸而不是以風向來分別，無論是水平式或是垂直式風機，主要都是擷取平行於地表的風能來發電。
垂直式風機
發電機的承軸垂直於風向，此風機主要優點在於360度的風力都可轉動，非常適合放在都會中心；因垂直風機可接受風向任意改變產生電力，對於擾流及風切影響較小，但缺點在於發電效率不高，且共振過大。
水平式風機
發電機的承軸平行於風向，此風機主要優點在於發電效率高，風機靠尾翼可360度轉向追風，並在廣闊的風場上有較好的表現，三葉片形式的水平風機為目前最常見機種。另以其旋翼座向又可分為上風型及下風型2種。
不論垂直式或是水平式的風力發電機，其發電原理都一樣，簡單來說，都是經由葉片擷取風能後透過發電機轉換成電能。以目前的轉換效率來說，水平風機的轉換效率高於垂直式風力發電機，所以這也是為什麼目前的商業用及大型風力發電機（如臺灣西部沿海的風機）大多是水平風力發電機的原因。
風力發電系統介紹
◎混合型風光互補發電系統
該系統的好處是在整年的情況下，利用每月的日照或風能發電。因臺灣目前太陽能發電4月至9月較優，而風力剛好相反，所以相互利用2個系統的優勢可保持電力穩定。
◎市電併聯型風力發電系統
此系統是與目前的市電做結合，保持電力供應不會因無風而未產生電力影響，是目前設置最多的併聯系統，有市電的輔助可提供穩定的電力。
◎獨立型風力發電系統
適合建置在高山或離島，以及市電不方便到達的地方，但必須是風場較優的環境，才能達到長時間的電池電力。缺點是必須靠風產生電力，無風時沒有市電輔助，電力較不穩定。
◎通訊塔台混合型風光互補發電系統
此系統與第一項類似，但多了柴油發電輔助，可讓整個通訊系統有穩定的電力輸出及電力使用，不易斷訊。
風力發電系統運用
風力發電可使用於家庭、農業和養豬設施、魚塭業、學校、電信增壓站、水泵系統、船舶及工業園區等，應用範圍相當廣泛。以下列舉實用案例2項做分享：
◎案例一
某豬場老闆有天告知筆者，原先豬場用電量預估電費每月約新臺幣10萬元以上，但自從安裝了5台風機之後，目前每月的電費僅剩2萬多元，成為節能減碳的環保豬舍。該豬場目前約有6,000～7,000頭的豬隻，而老闆的心願就是希望能建置一個隔離、省電又環保的示範豬場。
◎案例二
位於臺東大武山上的一座小別墅，它是由一位已退休而熱愛大自然的發哥一手打造的，當初目的就是尋找能提供別墅電力的解決方案，並響應政府節能減碳的活動，建構再生能源的發電系統，充分供給別墅的電源使用，建立最綠能淨化的休閒空間。目前小別墅安裝1支1.5kW的風力發電機及2.5kW的太陽能獨立系統，供電給10支（40W）日光燈、電風扇及一些小型電器。（作者為大同公司工程師）
合理能源價格，讓綠能抬頭
再生能源發電系統是目前地球解決能源短缺與污染的極佳途徑，而歐美國家推展風電的成效比臺灣好，主要原因在於電費價格，因為歐美國家的電價較昂貴，所以對於建置風機有極高的意願；相對地由於我國電價便宜，大家較無意願投資成本昂貴的再生能源設備，一旦電價水漲船高及綠能環保抬頭，再生能源發電系統才有普及化的可能。
關鍵字：再生能源,風力發電,沿海,離島