风行运转－微型发电机之应用.pdfVIP

風行運轉－微型發電機之應用 摘要 本研究主要在瞭解並研究風力發電，進而利用一些生活中的環保素材，製作 一台可隨身攜帶的小型風力發電機，並應用在腳踏車上，將生活中騎乘腳踏車時 所產生的風力，用發電機轉換成生活中有用的能源，讓運動能兼具健康環保及增 加綠色能源的使用。 實驗結果，本研究之發電機確實可以產生電流，並將電量儲存於乾電池中， 在腳踏車時速為8.3km/hr 、風速為1.5m/sec 、電壓為1.621V時，電燈開始發亮；且 時速愈快產生的電壓及風速就會愈大，顯示本發電機具有良好、穩定的發電功能。 經充電結果顯示在平均騎乘速度為15.43km/hr時（風速約為3.5m/s ），每小時 可得到7.47焦耳的電量，若將腳踏車停於本校車棚（風速為6.2m/s ），如果以九 小時計算（早上八點至下午五點），則每天至少可得到171.99焦耳的電量。 關鍵詞：風、發電機、腳踏車 壹、研究動機 每次騎乘腳踏車時，總會有一陣陣的涼風迎面而過，我們猜想 ，是否能夠將 這一陣又一陣的風回收再利用於生活上，這是令人感到好奇的事！ 以前人類使用化石燃料所產生的廢氣，造成嚴重的空氣污染、酸雨與溫室效 應等問題，加上能源危機正衝擊著人類，近年來，油價不斷調漲，科學家預估， 五十年後石油將會用完。今日人們愈來愈重視並尋找替代能源，而且這種能源最 好是具有廉價、易取得、無污染與可再生等優點，現在台灣主要的發電方式有很 多種，但大部分都會製造出污染環境等有害物質，例如：核能發電提供大量且穩 定的電力，但是反應爐冷卻水造成的熱污染以及核廢料的處理等問題，仍然難以 克服；利用核融合的發電方式，雖然比較沒有核廢料的問題，但是以現今的技術， 仍然無法進行商業運轉（行政院環境保護署）。 處在季風氣候區的台灣，夏季盛行西南風、冬季盛行東北季風，以及每年的 颱風季等，可開發的風能潛力估計為300萬瓩，台電公司石門風力發電站為台灣 本島第一座商業運轉的風力發電機組，發電量為959萬度，每年可節約替代燃油 約3260公秉或燃煤3819噸，同時減少二氧化碳排放量8624噸 （何佩芬，2005 ）， 另外像澎湖台電、竹北春風造紙廠等也都相繼發展出有潛力且免費、沒有污染的 風力發電，像風力發電這種具有不會產生輻射與二氧化碳等公害、沒有燃料問 題、取之不盡，用之不竭，沒有能源危機的優勢，必是未來全球推動環保重要方 式之一。 此外，在節能減碳的意識下腳踏車已是目前最具環保又能健身的交通工具， 但目前所看到的腳踏車警示或照明設備大多以電池進行供電，當電池沒電時又非 常容易造成污染，根據行政院環保署（2011 ）統計96 年至98 年共回收廢乾電池 11954 公噸（96 年回收2388 公噸、97 年回收5470 公噸、98 年回收4096 公噸）， 回收率約達5 成，此表示有將近12000 公噸的廢乾電池仍未回收，而各類型乾電 池含不同種類的重金屬，如汞、鎘、鉛等，如果不加以回收處理，容易於環境中 流佈，污染土壤和地下水源，間接為人體吸收，而重金屬無法經由人體代謝排出 體外，經年累月經生物濃縮作用，便可能發生重金屬中毒現象；例如：在日本熊 本縣水俁灣於1953～1960 年間曾引起 「水俁症」，其元兇正是水銀，主要會導致 中樞神經障礙；而半世紀前，發生在日本富山市南部農村的重大公害症「痛痛病」 （Itai- Itai disease ）元凶則是鎘，其會引發骨骼的疼痛及病變。也有研究指出一顆 一號乾電池埋入地裡能使1 平方公尺的土壤永久失去利用價值，且一顆鈕釦型的 電池可以使600 公噸的水遭受到污染（環境資訊中心，2011 ）。 因此我們相信這股風力發電的趨勢是不可擋的，為了妥善利用此一上天的禮 物，我們想嘗試利用一些簡單的零件以及學得的知識，將風力的動能轉變成電 能，並且加以儲存、運用 ，畢竟，老天爺不會每天都給我們適當的風。所以，瞭 解並研究風力發電，並進而利用一些生活中的環保素材，製作一台可隨身攜帶的 小型風力發電機，應用在腳踏車上，讓運動能兼具健康環保及增加綠色能源的使 用，便是我們最大的研究動機。 貳、研究目的 本研究是將腳踏車行進時所受之迎風力，轉換成電力並加以應用，主要目的如下： （一）製作可置於腳踏車上之小型風力發電機。 （二）儲存產生之電能。 （三）將此電能應用