風力發電的歷史

風力發電的歷史不長，但這不到二十年的時間，已有令人咋舌的進步，特別是風機的技術進步︰八○年代有五十五千瓦(55kW)的風機，到了八五年則開發出一百一十千瓦(110kW)，到了九○年代，出現二百五十千瓦(250kW)，九○年代中期有六百千瓦(600kW)，現在則有兆瓦級風機(1000kW)的出現。目前最大的商業運行風機是兩千五百千瓦(2500kW)。

在對於如此驚人發展，瞠目結舌之餘，我們必須進一步將這項產業具體化，輪廓出風力發電的運作狀況，以釐清大家滿腹的誤會與懷疑。

風力發電簡單地說是透過風能轉動葉片，帶動齒輪轉動來發電。和傳統發電廠不同，風力發電並非一個佔地寬敞的工廠，也不需要高壓電塔、兩次變電所來進行輸配電。以一台1000千瓦的風力發電機為例，塔筒高約60公尺，葉片直徑達50-64公尺，底座地上面積為16平方公尺，基座附有小型變電器，可以地下電纜將低伏電直接連接上附近電網，並且可以就近消費。現代風機每台設計壽命為二十年，每半年維護一次。風場設計為遙控自動，達到無人看守，一台風機就接著一位工程師的手機，一有問題可上裝有遙控系統的手提電腦馬上解決。

4.世界各地的風力發電（2000 年度統計）

國名 風力發電容量(MW)　
美國 1630 　　
德國 643 2700
丹麥 540 　
荷蘭 153 1000 　 　
英國 147 　 　 　
印度 120 3000 　 　
西班牙 72 750 　 　
瑞典 40 　 　 　
希臘 27 400 　 　
中國 25 600　
加拿大 23 　 　
義大利 22 600 　 　
葡萄牙 8 　 　 　
愛爾蘭 7 　 　 　
比利時 5 　 　 　
芬蘭 5 　 　 　
日本 5 20 　 　
挪威 4 　 　 　
法國 3 500 　 　
其他 20 　 　 　

目前全世界風力發電量
全世界有85％的風車集中在歐美地區
德國 二百八十七萬千瓦
美國 二百一十四萬千瓦
丹麥 一百四十二萬千瓦
歐美的風力發電 以每年兩位數的速度持續成長。

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風力發電簡單地說是透過風能轉動葉片，帶動齒輪轉動來發電。和傳統發電廠不同，風力發電並非一個佔地寬敞的工廠，也不需要高壓電塔、兩次變電所來進行輸配電。以一台1000千瓦的風力發電機為例，塔筒高約60公尺，葉片直徑達50-64公尺，底座地上面積為16平方公尺，基座附有小型變電器，可以地下電纜將低伏電直接連接上附近電網，並且可以就近消費。現代風機每台設計壽命為二十年，每半年維護一次。風場設計為遙控自動，達到無人看守，一台風機就接著一位工程師的手機，一有問題可上裝有遙控系統的手提電腦馬上解決。
根據對台灣20年來的風數據資料評估，滿發小時每年可達2500-3000(為中緯度大陸氣侯國家的兩倍)，風機在風速3m/sec開始啟動，25m/sec會自動剎車，以保護風機。風機在風速70m/sec時才有倒塌或摧折的危險，而根據氣象局資料，歷年來颱風極難得超過60m/sec。又以風機在廣東風場對颱風的十年來經驗：風機完全沒有受損。反之因為颱風來前後兩周風較大，增加更多的發電。
一台風機的轉速是二十秒轉一圈，因此不可能成為飛鳥絞肉機，同時，在選定架設風機位置時，會避開鳥類的棲息與飛行動線，在西班牙就可見群鳥集體穿越風機間預留''航道''的奇觀。一台風機所會發出的聲音，在二百公尺外，已在四十五分貝之下，相當於一台電冰箱馬達聲。風大時，風的聲音甚至比風機的聲音還大。何況，風機多半架設於海邊，人煙稀少處，更不至於影響觀瞻。
西歐各國研究的風電觀察預測系統，以往研究認為，風電比例在20%內不影響電網，但目前認為可達到50%的目標。以目前台灣風電在電網中微不足道的比例來說，討論影響輸配電穩定性，實在言之過早。同時就地發電，就地利用的特質，等於減少了尖峰用電的需求，反而降低了跳電的危險。
有了這些初步認識，若再深究風力發電和傳統發電的差異，我們將更有理由相信，風力發電可以為台灣吹出一個怎樣美好的願景。
精打細算比一比
隨著風機技術的成熟，及風機市場的活躍，使風機的成本不斷地下降，根據統計，平均每三年增加一倍的裝機容量，風機成本也下降百分之十五。目前每千瓦造價為一千美元(核四為四千美元)，風電的特色在於一次性投資成本較高，但其後的營運成本非常低(風不必購買)，不耗費任何能源。相對火力發電而言，因環保要求及有限的石化能源，營運成本將不斷昇高，同時又製造嚴重的環境污染。
以裝機容量四十萬千瓦的火電廠為例，每小時耗煤280噸，年產生二氧化硫6萬噸，並產生煙塵28.5萬噸，所帶來的環境污染，可想而知。反之，今若使用風力發電，不會產生任何的廢氣或廢物，對人類以及環境都不致造成任何的損害。一台600kW的風機，每年減少其他石化能源發電排放的1200噸的二氧化碳。
火力發電不論是使用煤、石油或天然氣，終有竭盡之日，據估計石油蘊藏量為四十年，煤為二百二十年，天然氣為六十年，而風力發電則是取之不盡用之不竭的。另一方面，建造風力發電場所耗費的能源也比一般傳統電廠要少得多，根據歐洲先進國家的經驗，風力發電場在其二十年壽命中所發的電，是建造風力發電過程中（包括興建、經營以及最後廢料處理）所消耗的能源的八十五倍以上，也就是說，一台風機平均只需要兩、三個月即可回收製造和運行的能源。而一般傳統電廠所發的電，是建造發電廠過程中，所耗費的能源的0.3到0.4倍之間。由此可知，風電在能源的使用上是最有效益的。在建設時效上，一台風機一天就可組裝完畢，比起動輒數年以上的傳統電廠建造，(想想核四從籌畫到動工已經經過了幾十個寒暑)，的確又要經濟實惠許多。
另一方面，電網的建設以及輸電過程中的耗損，是電業經營者的一大難題，在德國，輸配電費用也佔了電費成本的百分之五十左右。反之，風電由於分散性且容量小，通常可在當地被消費。就這部份而言，就減少了電網的建設以及輸電過程中的耗損。而且台灣常年的風資料顯示，通常起風時間也和電載負荷較大的時段相吻合，風弱時也恰好是電載負荷較小的時段。

1.概論

風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據目前的風車技術，大約是每秒三公尺的微風速度（微風的程度），便可以開始發電，並產生風速在每秒十三至十五公尺時（大樹幹搖動的程度）的輸出力道。

　

2. 風力發電實用化現況


近幾年來，受到美國加州能源危機的影響及各家電力公司開始推動長期購買風力發電計畫，以及透過大型風車發電來降低成本的影響，以風力發電為目的的風車有增加的趨勢。再加上風力發電設備技術的飛躍性發展，也是促使風力發電逐漸普及的主要原因。

風力發電正在世界上形成一股熱潮，根據估計，二○○○年時世界風力發電容量將可達一千二百萬千瓦。因為風力發電沒有燃料問題，也不會產生輻射或二氧化碳等公害。再加上先進國家在國際公約上，為防止地球溫室效應，已達成抑制二氧化碳排放量目標的共識，因此，風力發電便成為先進國家尋找替代電源的最佳選擇。

風力發電只要風力利用系數足夠，據估算發電成本每 1KW 約0.7港圓，已進入實用化的階段。風力發電機的成本，以丹麥及德國製的產品具有經濟效益