風力發電廠
風力發電廠(Wind Farm)，簡稱風電廠，係利用風來產生電力的發電廠，是屬於再生能源發電廠的一種。目前，由於聯合國《京都議定書》減少溫室氣體排放協議的關係，世界各國相繼將發展再生能源列為重要目標，而在此情形下，風力發電廠也就成為各國首選的能源發展重點。
在風力發電廠裝置容量上，現階段世界最大風力發電廠不過30多萬瓩，相較於水力或火力甚至是核能發電機組動輒50萬瓩以上，風力發電廠的裝置容量對整體供電影響不大(對大多數國家而言)，對於急需用電的國家而言，風力發電廠顯然並不是一個好的應急發展項目。此外，由於風能無法被控制，風力發電廠幾乎無法時時刻刻都處於滿載發電狀態，雖然提高了裝置容量，卻無法使發電量有效增加，使得風力發電廠幾乎都被當成輔助電力來增加供電可靠度，並無法像核能、火力發電廠來當成基載電力使用。
在附加價值方面，風力發電廠除了可供給電力外，亦提供了寓教於樂、觀光休憩、環境美化等各項功能。
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[编辑] 風力發電機
風力發電機可簡稱風機，是構成風力發電廠的必要條件之一，主要由塔架、葉片、發電機等三大部分所構成。運轉的風速必須大於每秒2至4公尺（依發電機不同而有所差異）不等，但是風速太強（約每秒25公尺）也不行，當風速達每秒10至16公尺時，即達滿載發電，根据风机类别的不同，IEC标准对最大耐風速有不同规定，其中I类风机約為每秒70公尺，所以好的風場不但要一年四季吹風的日子多，風速的大小和穩定也很關鍵。
由於每座風力發電機皆可獨立運轉，故每座風力發電機均可視為單獨的風力發電廠，是屬於一種分散式發電系統。
[编辑] 風力發電機的發展歷史
早在十九世紀末，丹麥的氣象學家保羅‧拉‧庫爾(Poul La Cour)就已經製造出第一部風力發電機，但當時由於經濟效益過低，風力發電機並沒有受到重視，直到最近幾年，能源危機與環保意識抬頭帶動了風力發電機的發展，1980年代有55瓩的風機，到了1985年則開發出110瓩，到了1990年代，發展到了250瓩，1990年代中期有600瓩，2000年後則有2000瓩以上等級的風機出現。目前，全球安裝的風力發電機組超過了60000部以上，機組容量大多為600至3000瓩不等，目前主流機組為2000瓩，最大機組為5000瓩。
[编辑] 風力發電機的結構與規格
一般常見的風力發電機主要結構可分為葉片(Blade)、主發電機(Primary generator)、塔架(Tower)，除此之外，還具備自動迎風轉向、葉片旋角控制及監控保護等功能。
[编辑] 風力發電機製造商
- Bonus (丹麥)：於2004年底被西門子(Siemens)併購。
- Enercon (德國)
- Bard (德國)
- Repower (德國)
- Repower (德國)：最近已被印度Suzlon收购近90%股份
- Enron (美國)
- Clipper (美國)
- Gamesa (西班牙)
- MADE (西班牙)
- Mitsubishi 三菱 (日本)
- Nordex (德國)
- NEG Micon (丹麥)：已在2003年時被Vestas併購。
- Siemens (德國)
- Suzlon (印度)
- Vestas (丹麥)：在全球風力發電市場市佔率達三成以上，海上風力渦輪發電機市場更高達七成，為目前風力發電機市佔率最高的製造廠商。[1]
- 淄博卡特风电http://www.catwindpower.com
- 金風科技 (中國)
- 華銳風電 (中國)
- 东方电气 (中國)
- 国电联合动力 (中國)
- 广东明阳风电 (中國)
- 上海电气 (中國)：2010年末与西门子合作成立西门子上海电气风电，公司是否仍然存在不明
- 湘电风能 (中國)
- 远景新能源 (中國)
- 沈阳华创 (中國)
- 浙江运达 (中國)
- 三一重工 (中國)
- 重庆海装 (中國)
- 常牵 (中國)
[编辑] 建置風力發電廠
建置風力發電廠除了需要豐沛的風能與足夠的資金外，還需要注意建置地點、土地的取得、維修的便利度、風力發電機的高度(對飛航安全可能造成威脅)、與供電區域的距離與法令等相關問題的產生。風力發電廠並不會產生廢熱，亦沒有溫室氣體的問題，只需穩定風力即可順利發電。
一般來說，平均風速較小(小於3m/s)的地區，因缺乏經濟效益，較不適合設置風力發電廠。
[编辑] 建置地點
由於風遇障礙物時會消耗其能量，所以風力發電廠最好設置在開闊區域以增加能量轉換效率，此外，風向的穩定性亦十分重要，除可增加風能的取得外，更能延長風機的壽命。目前，風力發電廠的建置地點大致可以歸為以下兩類
- 陸地：舉凡陸地上所有地形，幾乎都可以建置風力發電廠，不過礙於法令與飛安的限制，部分地區雖風能強勁，但是不能發展(例如機場附近)
- 海上：建置海上風力發電廠(又稱離岸式風力發電廠)是未來的發展趨勢。由於世界各國相繼大力發展風力發電，已致陸地上可建置風電地點快速減少，所以目前大型風電廠的發展大多是以海上為主。如英國將興建的“倫敦陣列”（London Array），除此之外，丹麥、瑞典、德國亦有海上風電廠。
[编辑] 成本
[编辑] 產生與需克服的問題
[编辑] 世界各國風力發電廠概況
目前世界上有超過40個國家擁有風力發電廠，大多位於歐洲、北美洲、東亞等地；而風力發電較發達(技術、設備等)的國家包括：丹麥、西班牙、德國、美國等。若依據裝置容量來分，2006年前五名的國家依序分別為德國、西班牙、美國、印度與丹麥，詳細數據請參考世界各國風力發電裝置容量與排名所示。
- 1994年全球總裝機容量為353.1萬瓩(3531MW)
- 1995年全球總裝機容量為482.1萬瓩
- 1996年全球總裝機容量為610.4萬瓩
- 1997年全球總裝機容量為763.6萬瓩
- 1998年全球總裝機容量為1015.3萬瓩
- 1999年全球總裝機容量為1359.4萬瓩
- 2000年全球總裝機容量為1735.7萬瓩，共有49238台風力發電機組
- 2001年全球總裝機容量為2439.0萬瓩，年發電量逾500億度，估計可供應全球1400萬戶家庭用電
- 2002年全球總裝機容量為3122.8萬瓩
- 2003年全球總裝機容量為3943.1萬瓩，裝置容量增加了800萬瓩
- 2004年全球總裝機容量為4731.7萬瓩
- 2005年全球總裝機容量為5908.4萬瓩
- 2006年全球總裝機容量為7422.3萬瓩，較前一年新增1519.7萬瓩，風力發電機組總數達67668部 [2]
- 2007年全球總裝機容量為9412.2萬瓩，較前一年新增1835.0萬瓩
- 2008年全球總裝機容量為12079.1萬瓩，較前一年大幅增加2666.9.萬瓩(相當於全美國之裝機容量)，全球總裝機容量霸主亦由德國換成了美國。
| 排名 | 國家 | 2008(百分比)[3] | 2007 (百分比)[4] | 2006 (百分比)[5] | 2005[6] | 2004[7] | 2003[8] | 2002[9] | 2001 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| - | 世界總和 | 120,791MW (100%) | 94,122MW (100%) | 74,223MW (100%) | 59,084MW | 47,317MW | 39,431MW | 31,228MW | 24,390MW |
| 1 | 美國 | 25,170MW(20.8%) | 16,818MW (17.9%) | 11,603MW (15.6%) | 9,149MW | 6,725MW | 6,374MW | 4,685MW | 4,275MW |
| 2 | 德國 | 23903MW(19.78%) | 22247MW (23.6%) | 20621MW (27.18%) | 18428MW | 16629MW | 14609MW | 11994MW | 8754MW |
| 3 | 西班牙 | 16,754MW(13.87%) | 15,145MW (16.1%) | 11,615MW (15.6%) | 10,027MW | 8,263MW | 6203MW | 4,825MW | 3,337MW |
| 4 | 中國 | 12,210MW(10.10%) | 6,050MW (6.4%) | 2,604MW (3.5%) | 1,260MW | 764MW | 567MW | 468MW | 400MW |
| 5 | 印度 | 9,645MW(7.98%) | 8,000MW (8.5%) | 6,270MW (8.4%) | 4,430MW | 3,000MW | 2,125MW | 1,702MW | 1,502MW |
| 6 | 義大利 | 3,736MW(3.09%) | 2,726MW (2.9%) | 2,123MW (2.9%) | 1,717MW | 1,265MW | 905MW | 788MW | 682MW |
| 7 | 法國 | 3,404MW(2.81%) | 2,454MW (2.6%) | 1,567MW (2.1%) | 757MW | 386MW | 253MW | 148MW | 85MW |
| 8 | 英國 | 3,241MW(2.68%) | 2,389MW (2.5%) | 1,963MW (2.6%) | 1,353MW | 907MW | 667MW | 552MW | 474MW |
| 9 | 丹麥 | 3,180MW(2.63%) | 3,125MW (3.3%) | 3,136MW (4.2%) | 3,122MW | 3,118MW | 3,116MW | 2,889MW | 2,489MW |
| 10 | 葡萄牙 | 2,862MW(2.36%) | 2,150MW (2.3%) | 1,716MW (2.3%) | 1,022MW | 522MW | 296MW | 195MW | 127MW |
| - | 前十總和 | 104104MW(86.2%) | 81,104MW (86.2%) | 63,217MW (85.2%) | 51,783MW | 42,686MW | 36,163MW | 29,010MW | 22,673MW |
| 11 | 加拿大 | 2,369MW(1.96%) | 1,846MW(1.96%) | 1,459MW (1.96%) | 683MW | 444MW | 321MW | 238MW | 207MW |
| 12 | 荷蘭 | 2,225MW(1.84%) | 1,746MW(1.86%) | 1,560MW (2.1%) | 1,219MW | 1,079MW | 910MW | 693MW | 486MW |
| 13 | 日本 | 1,880MW(1.55%) | 1,538MW(1.63%) | 1,360MW (1.83%) | 1,078MW | 936MW | 687MW | 414MW | 274MW |
| 14 | 澳大利亞 | 1,306MW(1.08%) | 824MW(0.88%) | 817MW (1.1%) | 708MW | 380MW | 198MW | 105MW | 73MW |
| 15 | 瑞典 | 1,021MW(0.84%) | 788MW(0.84%) | 572MW (0.77%) | 510MW | 442MW | 399MW | 345MW | 290MW |
| 16 | 愛爾蘭 | 1,002MW(0.82%) | 805MW(0.86%) | 745MW (1.0%) | 496MW | 339MW | 186MW | 137MW | 125MW |
| 17 | 奧地利 | 995MW(0.82%) | 982MW(1.04%) | 965MW (1.3%) | 819MW | 606MW | 415MW | 140MW | 64MW |
| 18 | 希臘 | 985MW(0.81%) | 871MW(0.92%) | 746MW (1.0%) | 573MW | 465MW | 375MW | 297MW | 272MW |
| 19 | 波蘭 | 472MW(0.39%) | 276MW(0.29%) | 153MW (0.26%) | - | - | - | - | - |
| 20 | 土耳其 | 433MW(0.35%) | 147MW(0.16%) | - | - | - | - | - | - |
| ~ | 挪威 | 428MW(0.35%) | 333MW(0.35%) | 314MW (0.42%) | 267MW | 160MW | 101MW | 97MW | 17MW |
| ~ | 比利時 | 384MW(0.31%) | 287MW(0.30%) | 194MW (0.26%) | - | - | - | - | - |
| ~ | 埃及 | 365MW(0.30%) | 310MW(0.33%) | 230MW (0.30%) | - | - | - | - | - |
| ~ | 台灣 | 358MW(0.29%) | 282MW(0.30%) | 188MW (0.25%) | 104MW | 13MW | 8MW | 3MW | 3MW |
| ~ | 巴西 | 341MW(0.28%) | 247MW(0.26%) | 237MW (0.32%) | 29MW | 29MW | 22MW | 20MW | 20MW |
| ~ | 紐西蘭 | 326MW(0.26%) | 322MW(0.34%) | 171MW (0.23%) | - | - | - | - | - |
| ~ | 南韓 | 236MW(0.19%) | 191MW(0.20%) | 173MW (0.23%) | 98MW | 69MW | 8MW | 8MW | 8MW |
[编辑] 台灣風力發電廠概況
台灣的風力發電能量密度含量居全球排名第二(第一是紐西蘭)，特別為桃園-雲林沿海一帶，由於有強勁的夏季西南氣流與冬季東北季風吹襲，且可建置地點亦不少，因此成為台灣發展風力發電之最佳地點。目前，台灣有經營風力發電廠的公司除國營的台灣電力公司外，民營亦有德商英華威（Infravest）等公司。
台灣風力發電廠列表
- 新北市 石門 ：台電一期：裝置6台660瓩機組，共3960瓩（2005年1月已完工）
- 桃園縣 大潭電廠 ：台電一期：裝置3台1500瓩機組，共4500瓩，年發電量約11.6百萬度（2005年6月完工）
- 桃園縣 大園與觀音：台電一期：裝置20台1500瓩機組，共30000瓩，年發電量約91.2百萬度（2006年5月完工）；英華威：19台2300瓩機組，共43700瓩（預計2009年12月完工）
- 新竹市 香山 ：台電一期：裝置6台2000瓩機組，共12000瓩（2008年12月已完工）
- 新竹縣 竹北 ：裝置5台2000瓩機組，共10000瓩
- 新竹縣 竹北春風：裝置2台1750瓩機組，共3500瓩
- 新竹縣 新豐 ：裝置容量2萬瓩
- 苗栗縣 大鵬 ：裝置21台2000瓩機組，共42000瓩
- 苗栗縣 竹南 ：裝置3台2000瓩與1台1000瓩機組，共7800瓩
- 台中市 台中電廠 ：台電一期：裝置4台2000瓩機組，共8000瓩（2007年4月已完工）
- 台中市 台中港 ：台電一期：裝置18台2000瓩機組，共36000瓩（2008年12月已完工）
- 台中市 大安區 ：英華威：裝置20台2300瓩，裝置容量共46000瓩（2008年12月已完工）
- 彰化縣 線西與崙尾：台電二期：裝置23台2000瓩機組，共46000瓩（2007年5月已完工）
- 彰化縣 彰濱工業區：英華威：裝置45台2300瓩，裝置容量共103500瓩（2008年11月已完工）
- 雲林縣 麥寮 ：台電二期：裝置15台2000瓩機組，共30000瓩（2008年12月已完工）
- 雲林縣 四湖 ：台電二期：裝置14台2000瓩機組，共28000瓩（2010年10月已完工）
- 台南市 北門 ：裝置2台1750瓩機組，共3500瓩
- 屏東縣 恆春 ：台電一期：裝置3台1500瓩機組，共4500瓩（2005年5月已完工）
- 澎湖縣 中屯 ：裝置8台600瓩機組，共4800瓩
- 澎湖縣 湖西 ：裝置6台900瓩機組，共5400瓩
[编辑] 香港風力發電廠概況
香港的風力發電廠目前僅有一座，由香港電燈所擁有。由於香港地狹人稠的關係，幾乎已沒有多餘適合發展風力發電的土地，未來，香港將朝海上風力發電廠發展。
- 南丫風采發電站：裝置1台800瓩機組，共800瓩
[编辑] 中國大陸風力發電廠概況
- 2005年：中國大陸已建成風電場59座，運行中的風力發電機組共計1869部，總裝置容量達124.6萬瓩(1246MW)[10]。
- 2006年：共新增134.7萬瓩，總裝置容量達260.4萬瓩，居世界第六位。
- 2007年：總裝置容量較前一年增加一倍，達605萬瓩。
- 2008年：新增裝置容量達616萬瓩，為該年增量第二多的國家，排名亦超越印度達世界第五。
- 2010年：新增裝置容量為世界該年增量第一多的國家，總裝置容量居世界第一位。
[编辑] 美國風力發電廠概況
美國風力發電廠發展的相當早，主要集中在美國中西部各州，目前發電總容量已達1160.3萬瓩(2006)，居世界第三位，緊追在西班牙之後。每年發電量約310億瓩，約可供290萬戶美國家庭使用。
- 2003年：風力發電容量雖達637.4萬瓩，但佔整體發電量僅1%不到。
- 2004年：新裝機容量達256.8萬瓩
- 2006年：共投資40億美元新增發電容量245.4萬瓩，為該年新增風力發電容量最多的國家，各州新裝置容量前五名如下
[编辑] 德國風力發電廠概況
德國的風力發電廠裝置容量目前為世界第一，達2062.1萬瓩(2006)，領先第二的西班牙達900萬瓩之多。
- 2004年：共裝置16017座以上的風力發電機，總容量達1662.9萬瓩，總發電量約佔德國用電總量的3%到5%
- 2006年：新裝置容量223.3萬瓩，居新增容量世界第二
[编辑] 德國風力發電廠列表
[编辑] 丹麥風力發電廠概況
丹麥是世界上風力發電廠最為普及的國家，同也是全世界風力發電量佔該國整體發電量比例最高的國家。
- 2003年：全丹麥20%的電力是由風力發電所貢獻
[编辑] 丹麥風力發電廠列表
- Middelgrunden離岸式風電廠：裝置20台2000瓩機組，共4萬瓩
[编辑] 參見
- 相關條目
- 其他種類的發電廠
[编辑] 注釋
- ^ 《丹麥風力發電廠商維斯特來台設立子公司》，《中華民國招商網》，[1]
- ^ 魯永明，《風力發電 台電規畫海上機組》，《聯合報》，2007年1月4日
- ^ "[tt_news=177&tx_ttnews[backPid]=4&cHash=3a1c08c3ac US and China in race to the top of global wind industry]"
- ^ "US, China & Spain lead world wind power market in 2007", GWEC, February 6, 2008
- ^ "Global wind energy markets continue to boom – 2006 another record year", GWEC, February 2, 2007
- ^ "Global Wind 2005 Report", GWEC, July 4,2006
- ^ "GLOBAL WIND POWER CONTINUES EXPANSION", GWEC, June 3, 2005
- ^ Renewable Energy World July-August 2004, Volume 7 Number 4
- ^ "European wind energy achieves 40% growth rate", EWEA, November 13, 2002
- ^ 查丁壬，《風力發電 Wind Power》，《中華太陽能聯誼會》，[2]
- ^ "WIND POWER CAPACITY IN U.S. INCREASED 27% IN 2006 AND IS EXPECTED TO GROW AN ADDITIONAL 26% IN 2007", AWEA, January 23, 2007.
[编辑] 參考文獻
- 《風力發電再升溫，複材葉片動起來：大型葉片複材化蔚然成風》，《強化塑膠會訊》，2003年10月30日，第124期第五版「風力發電專輯」，[3]
- 李欣哲，《再生能源發電現況及展望》，工研院能源與資源研究所，2003年10月30日，[4]
- 呂威賢，《風的故事──從風車到風力機》，《科學簡訊》，2004年11月，383期6～13頁，[5]
- 馬小康、唐敏，《我國風力發電技術之評估及建議》，《工業污染防治》，2005年4月，第 94 期
[编辑] 外部連結
- 資料
- 相關風能組織
- 全球風能委員會(GWEC)（英文）
- 美國風能協會(AWEA)（英文）
- 歐洲風能協會(EWEA)（英文）
- 中國風能協會
