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風力發電大辭典

【風機大解密】為什麼風機葉片不是4片呢?

不管是陸域還是矗立在海上的風機,我們都可以看到是由三個葉片與輪轂構成的轉子,當轉子啟動帶動機艙內的發電機,由動能轉化為電能,這也就是風力發電的產電原理。

那為什麼風機的葉片不是由三片或是兩片組成呢?
那是因為研究測試結果,採用三個葉片組成的風機,是擁有最高CP值的設計;專家們進行比較後發現,在同等風速的條件下,兩支葉片的風機轉速明顯高於3葉風機,但由於快速旋轉,兩葉風機會產生很大噪音,雜亂的聲音聽起來像在飛機場,人們肯定是不會喜歡生活在飛機場附近,所以我們要最大程度上降低運轉速度並降低風機運轉產生的噪音。
再者,由於葉片快速運行時離心力會增加,因此中心軸和葉片需要更加結實能夠抵抗增加的離心力,同樣這也需要增加成本,所以三葉渦輪機在轉速相對二葉較低下的情況下能產生更多能量,而三葉渦輪機成本比四葉渦輪成本低,所以三葉渦輪機設計是最好的選擇。

總而言之,在風機大於三支葉片時,葉片的增加其實已經很難再提高產電效率,反而會進一步增加成本;葉片數目若少於三片時,雖然節省了葉片,但在結構上,則必需相應增強且可利用小時數下降,同樣增加成本、降低了效益。
這就是為什麼我們現今看到的風機,都是由三支葉片所組成的!

而台灣目前針對離岸風電發展的其中一項重大里程碑,便是在去年(2022)已在台生產出第一支本土製造的葉片,由丹麥風機大廠維斯塔斯(Vestas)與合作夥伴-天力離岸風電公司合力落實國產化,葉片也將安裝在丹麥哥本哈根基礎建設基金(CIP)開發的彰芳暨西島離岸風場。
 

天力國產化葉片
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