小型水力发电设计与制作DesignandImplementationof-联合大学.PDFVIP

組別:█實作組□設計組 理工學院優秀專題競賽論文 小型水力發電設計 與製作 Design and Implementation of Hydropower System 摘要 本研究為 小型水力發電之設計與實作 ，構想來自日常生活中只要有水流動 ，就有可利用的水能， 例如：家中的水龍頭 、水管、澆花器、水塔等都可以轉變成可用的電能 ，本專題之水輪機 機構以反動 式水輪機之上射型為設計之架構 、發電機部分以圓盤型永磁 式發電機為設計之系統，而整體結構採用 不導磁的塑鋼、壓克力板，以及結合 Ansys電磁場模擬設計出滿足預期發電量之參數，並把實體製做 出來。 關鍵字：水輪機 、發電機 、Ansys 、Solid works 2.1.2環境面 1.前言 傳統發電系統在運轉時會產生諸多汙染物：煙塵、 SO2 、CO2 等，除了地區局部性的污染外，全球暖化導致氣 人類自工業革命大量使用石化燃料，帶來許多的便利 候環境的變遷更是嚴重，相比之下水力發電在啟用後則是 性，但也對地球造成了全球增溫和氣候變遷加劇等現象， 零二氧化碳及零環境汙染的永續發電系統。 對整個自然生態各個層面造成了許多負面衝擊，自1997 年 12月聯合國在京都，通過京都協議書後全球積極的提倡節 能外，也減少排放溫室氣體，所以開發綠色再生能源如水 力發電、風力發電、太陽能、生質能的綠色產業。[1] 2.1.3技術面 在所有的再生能源技術中 ，水能較其他大型再生能源 更具經濟價格優勢 [2] ，因此過去數年來水力發電在再生能 隨著科技進步，使具有高強度且質量輕的材質出現 、 源中所佔 比例最大 ，所以設計此小型水力發電也可配置在 電腦設計技術的進步和自動控制技術的改進，以及機械、 住家、商業大樓等減少電費的支出 。 電器、電子元件製造技術之 成熟，都將使水力發電技術朝 向高功率、高效率、高穩定性及全自動化的方向發展。 [3] 2. 文獻探討 2.1 小型水 力發電之研發動機 2.2 小型水力發電機之優點 全世界各國對水力能開發的動機各有不同，隨時間的 小型水力發電機體積小 安裝方便，不會造成環境汙染， 推移，其動機也隨時間變化，以下從經濟、環境 、技術三 能架設於狹小之空間 ；材質輕，不必擔心過重而壓壞水管， 個方面進行分析。 且啟動力不大就可運作 設計簡單、易拆卸、； 維修方便。[4] 2.1.1 經濟面 3.研究 方式 1. 經濟最優化：可在一般大樓或是家庭住戶中，將小 3.1研究 步驟 型水力發電機裝置於水龍頭後 ，將一般使用不到的水力能 儲存起來 並轉換成電能 ，並達到減少電費的開銷。 了解本研究的研究目標後，可將系統分為兩 大部分研 2. 提高能源供應水準：有 些國家需要靠進口石油或其 究：發電機 、水輪機 ；針對兩大部分蒐集相關的資料 與討 它燃料來維持國內的電力供應，水力能的開發可以減少對 論後 ，計算水輪機理論轉速，再由 Ansys電磁場模擬 對發 燃料進口的依賴，進而提升能源供應水準。 電機 分析：設計硬體並對問題 進行改良 ；水輪機參考反動 3. 促進能源產業