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研究生：	陳旭彥 Chen, Shu-Yen
論文名稱：	台灣地區小型風力發電應用於中高層建築之法制化可行性研究 A Feasibility Study on Small Wind turbine Applied for Legal System of middle to high-rise building in Taiwan
指導教授：	江哲銘 Chiang, Che-Ming
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	規劃與設計學院 - 建築學系碩士在職專班 Department of Architecture (on the job class)
論文出版年：	2008
畢業學年度：	96
語文別：	中文
論文頁數：	234
中文關鍵詞：	再生能源、建築、風力發電
外文關鍵詞：	wind power, renewable energy, building
相關次數：	點閱：138 下載：12
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本研究係以台灣地區地狹人稠的條件，設置小型風力發電機作為輔助電源，運用於民生使用上的角度作探討，透過實際案例的監測與數值模擬方式，探討未來小型風力發電機設置之可行性、與建築物結合及施工之影響、法規因應策略等。本研究的初步結論如下：

1.小型風力發電機建議採用：
以風機葉片直徑小於4M，即葉片掃過面積小於12.57㎡；此規格約可滿足目前小型風力發電機商品市場中，其輸出功率在4KW以下之需求。
2.小型風力發電機較適合作為輔助電源使用：
風力發電機之運轉，受風向及風速變化之影響，會有發電量不穩定之狀況，以小型風力發電機而言，其所產生之發電量，較適合作為輔助電源使用，可節省部分電費之支出，但無法直接供應為電氣設備之主要電源使用。
3.小型風力發電機之設置，應申雜項執照：
小型風力發電機之設置，涉及施工安裝之安全性問題，應視為雜項工作物，依「建築法」第28條之規定，雜項工作物之建築，應請領雜項執照。
4.應增修訂相關建築法規，以落實小型風力發電機設置之需求：
目前「建築法」、「建築技術規則」條文內容，對於小型風力發電機之設置，尚缺明確之定義與審查機制，故應修訂相關建築法規，使未來小型風力發電機設置時，能有所遵循。
5.小型風力發電機於設置前，應先作觀測紀錄：
各地區風向及風速之變化不同，小型風力發電機雖僅適合作為輔助電源使用，但若有長期之微氣候觀測紀錄，更能選擇較適用之小型風力發電機規格。

The purpose of my research is to use the small wind-turbine as an auxiliary power source for the harshly limited space for living in Taiwan. From the practical point of view, I probe the possibility of installation of small wind-turbine, which bases on the cases studies and the data simulation, furthermore, discuss the influence by installing on the buildings, and the responsive strategy from the Building Codes.

My conclusions are as follows:
1. The small wind-turbine models are recommended.
Specifications of device is the diameter of blade shorter than 4M, e.g. the rotor swept area is smaller than 12.57㎡. Such products can support the current market demand for the 4KW or lower-output models.
2.The small wind-turbine can be used as an auxiliary power source
The efficiency of wind-tubine which mostly depends on the velocity and veer of wind makes the output-power unstable. Such unstable output-power is unavailable for main power supply, but can be used as an auxiliary device to cost down the spending in electrical bills.
3.The installation of small wind-turbine should apply for the installation-permission.
The installation of device on the building is involved with the safety of installation, the ownership of property and the safety of building structure. According to the Building Codes, it is considered as a kind of miscellaneous constructions, and need to apply for permission before starts installation.
4. Building Codes should be revised for the increasing demand for the small wind-turbine.
No any Articles on the installation of small wind-turbine can be found in the announced Building Codes till now. A revision of Building Codes should be taken, not only to prevent from disputing and conflicting, as the amount of installed devices grows up in future, but to establish the installation standards for small wind-turbine.
5.A long-term local weather record is necessary to plan the installation of small wind-turbine.
Even the small wind-turbine is an auxiliary power source, the device’s efficiency can be fully worked out by choosing the installing location and device model carefully. A better guideline for installation originates from the database of long-term local micro-weather records.

中英文摘要
誌謝
表圖目錄
用語說明

第一章	緒論…………………………………………1-1
  1-1 前言…．．．．．．．．．．．．．．．．…1-1
  1-2 研究動機與目的…．．．．．．…．．………1-2
  1-3 研究範圍及內容…………………………………1-5
1-4 相關文獻回顧………………………………………1-6
1-5 研究流程……………………………………………1-6
第二章	研究方法…….……………………………..2-1
2-1「小型風力發電機」之定義…….…………………2-1
2-1-1現有風機商品市場調查……….…………………2-1
2-1-2美國風能協會AWEA定義…．………………………2-2
2-1-3國際電工委員會 IEC規範………．………………2-2
2-1-4依裝置容量定義分類……….……….……………2-4
2-1-5小結………………………………....……………2-4
2-2 高層集合住宅公共設備用電分析…….……………2-5
2-2-1 公共設備用電分析….………..……..…………2-5
2-2-2 小結………………….………..……..…………2-6
2-3「小型風力發電機」之選擇……………..…………2-7
2-4 CFD數值模擬…..…………………..…..…………2-7
2-5 實際設置案例記錄………..….……..…..………2-8
2-6 建築法規之分析….………..……..…..…………2-8
第三章	建築環境模擬與影響分析…..……………..3-1
3-1 前言……….…………..…..……..………………3-1
3-2 區位與風速條件分析………..…..…..….………3-3
3-3 建築流場之CFD計算流體力學解析..………………3-5
3-3-1近代數值解析運算的發展…………………………3-5
3-3-2數值解析運算步驟與流程……….……………… 3-7
3-3-3 PHOENICS之計算方式…………….……………..3-8
3-3-4 PHOENICS之計算紊流模型…….……..…………3-11
3-3-5 CFD數值解析計算邊界條件設定…...………….3-16
3-4  CFD數值解析計算結果…………….…..…………3-25
3-4-1  I型建築物…………….………………………..3-25
3-4-2  L型建築物…………….………………………..3-33
3-4-2  U型建築物…………….………………………..3-41
3-5  本章小結…………….………………..………….3-59
第四章	小型風力發電機設置案例………….………..4-1
4-1 風機之安裝與施工…….………….…….………….4-1
4-1-1 風機安裝位置之選擇…………..…….………….4-1
4-1-2 風機固定基座之結構計算…….…....………….4-1
4-1-3 風機安裝施工過程紀錄……...…....………….4-2
4-2 風機運轉之量測紀錄……..………………………..4-5
4-2-1全年風速條件紀錄……..……….…………………4-5
4-2-2風機發電量紀錄……..………………….…………4-8
4-3本章小結……..…………………………….…………4-9
第五章	小型風力發電機設置準則之研擬….………..5-1
5-1位置…….……………..……………………………..5-1
5-1-1 無障礙之迎風面位置…………….……………….5-1
5-1-2 結構承載安全之位置…………….……………….5-2
5-1-3 與設施設備之安全距離……………………………5-4
5-1-4 噪音或其他干擾…………………….…………….5-4
5-2構造…….……………..……………………………..5-4
5-2-1 風機基座………..…………….………………...5-5
5-2-2 風機塔架………..…………….………………...5-6
5-2-3 風機機身………..……………….……..……...5-7
5-2-4 風機型式的選擇………..….………….………..5-8
5-3設備…….……………..……………………………..5-10
5-3-1適用的風機規格(specification) .………………5-11
5-3-2產品符合IEC製造規範………….………………….5-12
5-3-3屬於風能協會會員之設備供應商….……………..5-12
5-3-4選擇合理的配套設備………….…………………..5-13
5-3-5風力發電中國國家標準(CNS) …….……………..5-14
5-4施工…….……………..……………….…………….5-14
5-4-1安裝準備…..…………………….………………..5-14
5-4-2工作技術規範…..……………….………………..5-14
5-5維護…….……………..……………….…………….5-15
5-5-1使用與保養規則…..……………….……………..5-15
5-5-2風機部分之使用與保養……………….……………5-16
5-5-3風機故障原因及排除方法………….………………5-17
5-5-4電池部分之選用與保養…………….………………5-19
第六章	相關建築法規之檢討………….……….……..6-1
6-1建築法….……………..…………………….…………6-1
6-2建築技術規則………..……………….…….………..6-2
6-2-1建築設計施工編..………………………….……...6-2
6-2-2建築構造編..………………………...…………...6-6
6-2-3建築設備編..………………….…………………...6-8
第七章	結論與建議…..……….……….……………..7-1
7-1 結論.………………………...……………………...7-1
7-2後續研究建議.…………………….……………….….7-3
參考文獻
附錄
                                    

中文文獻
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校內：立即公開
校外：2008-02-02公開

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