風力能源與風力發電系統設計

第一章　風車與風力發電的發展歷史
1-1 二十世紀前的風力應用技術
1-2 風力發電發展歷史
[一]風力發電產生的背景
[二]風力發電的開創者群像
[三]丹麥為中心發展出的風力發電
[四]二十世紀風車技術的發展

第二章　風的特性與風力資源
2-1 風的頻譜
2-2 地面高度風速的分佈
[一]對數定律
[二]冪定律
2-3 風速的頻度分佈
2-4 風力能源
2-5 地形與風
[一]日本全國各地的地形風
[二]海峽與山峽的強風
[三]環山氣流
2-6 風況圖
[一]地區性的風況預測系統（LAWEPS）
[二]風況圖
[三]歷年的風速變化

第三章　風車設置評估
3-1 風與風能
3-2 風的特徵
[一]海岸風
[二]山谷風
[三]季節風
[四]低氣壓或高氣壓形成的風
[五]颱風
[六]地域性的地形風
3-3 風特性的分析統計
[一]時、月、年平均風速
[二]風速的風向別頻度分佈
[三]風速的等級別頻度分佈
[四]魏布爾分佈
[五]風力的能量密度（風能密度）
3-4 年發電量
3-5 風況資料的應用
[一]風的觀測機構
[二]全國風況圖
3-6 影響風況的各項因數
[一]地表粗度
[二]地形
[三]障礙物
3-7 風況預測
[一]應用風觀測資料的風況的預測
[二]應用氣象模擬的風況的預測

第四章　風車的基礎理論
4-1 風車的種類與特點
[一]風車的種類
[二]水平軸型風車與垂直軸型風車
[三]升力型風車與阻力型風車
4-2 風車的迴轉原理
[一]升力與阻力
[二]升力型風車
[三]阻力型風車
4-3 風車的性能評估
[一]動力係數（輸出係數）
[二]扭力係數
[三]推力係數
[四]周速比
[五]葉片投影面積比
4-4 風車的理論最大效率
[一]升力型風車的最大動力係數
[二]阻力型風車的最大動力係數

第五章　風力渦輪機的空氣力學
5-1 風車的基礎理論
5-2 水平軸風車
[一]水平軸風車的特性解析方法與動作原理
[二]直徑20 m的水平軸風車
[三]關於水平軸風車的設計
5-3 垂直軸風車
[一]垂直軸風車的種類
[二]垂直軸風車的特性
[三]風車性能的推算與空氣力學
[四]影響風車性能的因素
[五]垂直軸風車用葉片的型式
[六]風車週圍氣流的動態
[七]關於垂直軸風車的設計

第六章　風力發電系統的設計
6-1 概念設計
[一]風車的型式
6-2 設計應考慮的事項
[一]標準規格
6-3 安全性、可靠性（reliability）
[一]控制裝置與安全系統
[二]其他有關安全的檢討
[三]冗置性
[四]安全系統作動時設備運轉的再起動（復原）
[五]安全保護裝置
6-4 負載
[一]解析條件的設定
[二]基於IEC負載標準的解析
[三]颱風時風力負載的計算條件實例
6-5 風力發電系統的構成要素
[一]葉片概要
[二]葉片連接器
[三]驅動系統
[四]風向對正器系統
[五]葉片傾斜角可變機構的設計
[六]發電機
[七]其他設備
[八]基座與地基的規畫、設計
[九]地基的設計
[十]風車性能的計測

第七章　風力渦輪機與發電機的控制
7-1 風力渦輪機
[一]轉數控制
[二]方位控制
[三]停止運轉功能
7-2 發電機與運轉方式
[一]發電機
[二]運轉方式
7-3 風力發電系統
[一]風力渦輪機的輸出（動力）係數
[二]風力發電機的輸出控制

第八章　風力發電系統
8-1 大型系統的併聯
[一]發電方式與併聯方式
[二]「系統併聯技術要項索引與「分散電源系統併聯技術指南」
[三]高壓併聯
[四]特高壓併聯
[五]歐洲製風車的特徵
[六]日本國內風力發電的併聯概況
8-2 小型獨立電源式風車系統
[一]小型風車的特色
[二]小型風車導入的形態
[三]小型風車導入應注意事項
8-3 能量的貯存與穩定化（電力的穩定化裝置）
[一]頻率變動產生的原因
[二]頻率變動（有效電力變動）的控制對策
[三]超高速飛輪的特性
[四]超高速飛輪電力穩定化裝置的優點
[五]今後發展的趨勢
8-4 海上風力發電
[一]海上風力發電的發展現況與今後展望
[二]次世代的主流「漂浮型」海上風力發電系統
[三]國家專案推動的海上風力發電今後展望

第九章　風力應用系統
9-1 風車的最佳運轉條件
9-2 風力抽水幫浦的種類與特性
[一]風車與幫浦的組合
[二]抽水性能
[三]風力抽水系統的簡易推算法
9-3 應用風力的壓縮機驅動系統
9-4 應用風力的熱能轉換系統
[一]風力熱能轉換方式的種類與特點
[二]風力熱能轉換系統的應用實例
[三]風力熱能轉換系統的展望
9-5 混合系統（混合發電系統）
[一]各種混合系統的特點
[二]應用實例

第十章　風力應用的經濟效益評估
10-1 年發電量的預測與計算
[一]應用箱型法的發電量計算方式
[二]應用魏布爾分佈法的發電量計算方式
[三]應用實測數據的魏布爾分佈近似法
[四]預估發電量的修正
10-2 風況的長期預測
[一]年的平均風速的變動
[二]氣候的變動
10-3 風速垂直分佈的推算
10-4 風速感測器的精度測定

第十一章　風力應用對環境的影響
11-1 噪音
[一]噪音影響的現狀
[二]避免或降低噪音影響的對策
11-2 電波干擾
[一]風車造成電波干擾的現況
[二]避免或降低對電波干擾的對策
11-3 生態
[一]對生態造成影響的現況
[二]避免或降低對生態影響的對策
11-4 景觀
[一]對景觀影響的現況
[二]避免或降低對景觀影響的對策

第十二章　風力發電的展望
12-1 風力發電的標準化與認證
[一]風力發電系統標準化發展歷程
[二]現行的規格概要與審議的過程
[三]風力發電的認證
12-2 風力發電的展望
[一]風力發電發展面臨的課題
[二]風力發電今後的展望

參考文獻