瞄準再生能源分散式市場，小型風機有發展機會嗎？

百尺高的風機雖然發電量高，但占空間、昂貴又很顯眼，並非人人垂手可得的發電設備，不適合裝在住宅、辦公室或軍用地點，發展電力自給自足。對此有科學家瞄準分散式市場，想研發出更便宜高效的小型風力發電設備。

但事情總沒那麼簡單，目前常見的風機是三葉式風力發電機，轉速快也不太會出現平衡問題，設備首先將風能轉換成機械能，再把機械能轉換為電，風機越大發電量愈高，尺寸越小發電量則越低，除了超過 100 公尺高的 MW 級大型風力發電機，其實還有 11 公尺左右、發電量低於 6KW 的小型風機。

這些小型風機雖能滿足偏遠地區、農田軍區、家庭用電等需求，自成獨立供電網路，但以 CP 值來看，1KW 的太陽能發電系統大約需要 79 平方公尺面積，大型風機仍佔優勢。

要發展小型風力發電機的話，將大型風力機組的葉片等比例縮小也不是個好辦法，小型葉片的空氣動力學特性往往不佳，除此之外，葉片尖端更容易受損，進而降低風力發電效率。我們也無法以電風扇為靈感，設計出擁有又寬又大葉片的風力發電機，若是如此，將面對重量、成本、轉速低、效率低問題，可能風已經很大但葉片還是轉不快、或是風阻吹毀葉片等等。

上述種種原因都是過去分散式再生能源多以太陽能為主的原因，因此為了進攻小型風機市場，科學家也研發出各種千奇百怪的風力設備。

像是英國蘭卡斯特大學研發出小型風渦輪機 O-Wind，設備外觀跟尺寸有如偏大的排球，大小約 25 公分，多個通風口捕捉四周的風之後，風會繞著軸心旋轉，就好比在指尖旋轉的球，最後再將旋轉能轉換成電能，是種能裝設在辦公室與住家的小型、易於攜帶的風能設備。

英國曼徹斯特大學也推出能同時捕捉陽光與風的小旗子，當風吹過時，旗幟會在左右兩側間快速搖擺，這也稱為極限循環振蕩（limit-cycle oscillations），科學家可透過壓電材料的形變來發電，且其中的太陽能板也是設備一大助力，風速較低時就能吸收陽光來發電。

美國 Halo Energy 公司則開發出容量達 6KW 的罩筒風機（shrouded wind turbine），設備像是放大版的通風口或是螺旋槳，直徑約為 3 公尺，在三葉式葉片外圍打造一個圓形外框，利用外框與葉片之間的空隙來集中風、加速流動效率，最終提高發電量。

為了研發出具成本效益、擴大發展又能在任何地點裝設的小型風力發電機，科學家使出渾身解數，目前為止也沒有一定的設計樣式，說不定不久之後，就會研發出無扇葉的風力發電機。

Source：科技新報

圖片聲明：封面圖片來自拍信網。

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