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突破風向限制 O-Wind「轉」出風力發電新紀元

2018/11/28 21:26:20

【記者王昱翔綜合報導】台灣陸域共建有348台風力發電機(後簡稱風機),然由於傳統風機僅能透過來自垂直扇葉方向的風力發電,且其噪音擾民,目前僅集中分布於西部海岸。英國蘭卡斯特大學(Lancaster University)團隊開發「O-Wind」球型風機,以球型設計兼顧多方向的入、出風口,使風力發電機得以應用於風向多樣的都市環境。

「傳統風機只能在風向穩定的開放區域正常運作,無法適應風向混亂的環境。」蘭卡斯特大學學生亞辛.諾拉尼(Yaseen Noorani)表示,尤其在建築林立的都市,更容易因建築物阻礙,導致風的流向混亂,而傳統風機的龐大體積及噪音,則使其設置地點更加受限。為此,蘭卡斯特大學團隊設計小型風機O-Wind,除了能夠藉由不同方位的風力發電,還可設置於都市住宅。此項設計於15日獲得James Dyson設計大獎的國際冠軍。

O-Wind球體各處遍布著大小各異的入、出風口。諾拉尼解釋,透過大入風口與小出風口的設計,使風吹拂O-Wind時,會形成兩端的壓力差,促使O-Wind轉動,進而帶動內部的發電機組。而O-Wind機身則可透過繩索或金屬軸於其上下固定,使風機能在與地面垂直的軸線上旋轉。諾拉尼提及,目前理想上希望採用金屬軸固定,假如用於固定的材質強韌度提升,O-Wind將可以承受更高的風速而不毀損。

O-Wind上有許多不同大小的入、出風口,使其可以接受不同面向的風力旋轉發電。 圖/James Dyson設計大獎提供

「人們可以設置於陽台或屋頂,生產自用的再生能源,或提供給國家電網系統。」諾拉尼表示,O-Wind的較小體積除了方便於都市中發電,同時也不會產生傳統風機的低頻噪音。不過他坦承,以O-Wind目前的設計,若製成如傳統風機的大型體積與發電規模,可能會降低其發電效率,團隊目前仍嘗試改良O-Wind的發電量。

諾拉尼表示,目前O-Wind已成功申請專利,不過目前還未確定商品化的進程。另外,他提及,由於洋流與都市的風類似,流動方向皆不固定,故O-Wind的技術概念其實還可能應用於洋流發電,但尚需進一步研究。

O-Wind改良圖(由左至右)。團隊最初是以風力飄移的構造設計,逐步修正後才成為可以接受多方向風力的發電機。 圖/James Dyson設計大獎提供

針對此設計,國立中央大學機械工程學系教授洪勵吾說:「小型風機的概念就是在不適合裝置大型風機的小地方利用風力資源。」他認為,O-Wind能夠運用任何方向的風旋轉,是良好的設計,且若透過多機並連,即可增加其發電量。不過洪勵吾也指出,由於O-Wind的風向流道複雜,且可能產生阻力,故仍須經完整的實驗測試才能判定其發電效率。