計畫名稱: 太陽能與風能發電系統之整合研究─與太陽能發電子系統聯結之風能穩壓器研製(II)
國科會編號: NSC 91-2213-E-194-038
執行期間: 91.8.1-92.7.31
補助機構: 國科會
關鍵詞: 再生能源、太陽能發電、風力發電、市電併聯、直流穩壓器、最大功率追蹤

太陽能與風力是眾多再生能源當中,最容易取得,也最合適被推廣到一般民眾的日常生活應用上。太陽能發電系統經過多年的推廣,國內很多大學或研究機構都已經成功發展出與市電併聯的技術。然而風力發電的部分則尚屬於起步階段,還有很大的發展空間。工研院可說是國內研究風力發電最具規模的機構,曾經完成4 KW、40 KW以及150 KW三型風力發電機的開發,可惜研究中斷,未能持續。不過,工研院依然持續與氣象局、中研院、清大、中央、台電等研究單位,進行風能資料的蒐集與評估。已經為國內的風能研究發展奠定了厚實基礎。 經濟部能源委員會也對我國風能的應用與推廣訂定目標︰短程(2000∼2004年)20MW,中程(2010年)500MW以及長程(2020年)2000MW。因此,在可預見的未來,國內自主風力發電技術以及人才的培養,將是風能開發成功與否的主要關鍵。
為了推廣風能的利用以及建立自主技術,本計畫將針對小型風力發電機系統( 1.5 KW ~ 5 KW )進行為期三年的研究。由於目前的小型風力發電機均為效率較高的變壓變頻永磁式發電機,因此,穩定的電力輸出便成為風力發電技術的主要關鍵。所以,本計畫首先將專注於電力轉換器的研究。另外,由於風力與太陽能均具有間歇性的特質,而且彼此具有互補的特性,所以,兩者併聯具有提高電力系統可靠度及降低備份電池容量的優點。因此,風力與太陽能混和式併聯發電系統是本計畫的第二個重點。最後,隨著系統容量的增加,各級轉換器的容量亦需隨之增加。電路效率以及各種保護電路亦需一併考慮。
本研究計畫為三年期,太陽能與風能發電系統整合型計畫之子計畫五,重點為研製可以和太陽能結合之風力發電系統。各年度的研究重點分述如下:第一年,預計完成具有高功因、最大功率追蹤以及直流穩壓輸出之獨立型風力發電機系統。本年度之計畫已獲通過,現正執行中。第二年則開始與其他子計畫合作,完成與太陽能發電系統的併聯使用,以及可與市電併聯的風力與太陽能混和式發電系統。第三年則將增加額定功率至5KW,並進行各級轉換器效率的提升與保護電路的製作。