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研究生: 孫源成
論文名稱: 風力壓縮空氣系統之最佳化
Optimization of a Pneumatic Wind Energy System
指導教授: 蕭德瑛
口試委員: 吳隆庸
陳彥升
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 67
中文關鍵詞: 風力壓縮空氣最佳化控制系統
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  • 本研究目的在於量測出一由蕭德瑛等人發明之「風力壓縮空氣儲能系統」之整體效率,並設計一套控制系統,可藉由偵測環境風速及系統現況,以最佳模式控制變速器以及離合器。同時針對高壓時空壓機汽缸漏氣情況,以液壓之概念提出一新子系統,以提升系統整體效率。本研究先就各子系統做概略說明,並建立量測整體效率之平台,接著對控制系統之架構做詳細說明,最後介紹新導入之液壓系統架構及運作方式。


    The purpose of this research is to determine the efficiency of the “Pneumatic Wind Energy System”, which was invented by Dein SHAW and other people, under various conditions and design a control system. The system is able to control the gear ratio of CVT and the switch of clutch according to the environmental wind speed and the situation of the whole system. And to solve the problem of gas leakage, which happened when air compressor operating under high pressure, proposing an idea of hydraulic subsystem to improve the efficiency of the whole system.
    The thesis starts from introducing subsystems of the “Pneumatic Wind Energy System” and the way of measuring efficiency. Then explain the logic and operation principle of the control system. Finally introduce the new hydraulic subsystem and its operation principle.

    第一章 緒論 1 1-1 前言 1 1-2 背景 2 1-3 研究動機 4 1-4 研究目的 5 第二章 文獻回顧 6 2-1 風力壓縮空氣儲能系統 6 2-2 以風力壓縮空氣儲能系統之效率評估與無段變速控制器設計 8 2-3 以風力壓縮空氣系統之運作分析 10 第三章 風力壓縮空氣儲能系統 11 3-1 系統架構 11 3-1.1 風車系統 12 3-1.2 無段變速系統 15 3-1.3 飛輪與離合器系統 17 3-1.4 空壓機系統 19 3-2 系統運作方式 20 3-3 系統效率量測 22 第四章 控制系統 30 4-1 設計理念 30 4-2 訊號處理 31 4-2.1 訊號擷取 31 4-2.2 訊號輸出 32 4-2.3 訊號運算 33 4-3 控制法則 35 4-3.1 基本運作原則 35 4-3.2 風車轉速選擇 37 4-3.3 參數與指令 40 4-4 運作流程圖 42 4-5 效率比較 55 第五章 液壓系統 58 5-1 概念與架構 58 5-2 運作模擬與討論 61 第六章 結論 64 參考資料 67

    [1] E. WESOFF, “EPRI on Renewable Energy: Compressed Air Energy Storage.,” 14 JANUARY 2010. [線上]. Available: http://www.greentechmedia.com/articles/read/epri-on-renewable-energy-compressed-air-energy-storage/.
    [2] A. Hutchinson, “10 Tech Concepts You Need to Know for 2009”, PopularMechnics, 2009.
    [3] 蔡峻宇, “以風力壓縮空氣儲能系統之效率評估與無段變速控制器設計”, 國立清華大學動機系碩士論文, 2011.
    [4] 蕭永嘉、周協義、張寬裕, “風力壓縮空氣儲能系統”, 第四屆智慧生活科技研討會, 台灣台中, Page 1222-1226, 2009.
    [5] 劉建霆, “以風力壓縮空氣儲能系統之運作分析”, 國立清華大學動機系碩士論文, 2012.
    [6] Adam Mirecki, Xavier Roboam,“Architecture Complexity and Energy Efficiency of Samll Wind Turbines.” IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, FEBRUARY 2007.
    [7] F. Technologies. [線上]. Available: http://www.fallbrooktech.com/nuvinci.asp.
    [8] 張伯華、張鴻文、黃致達、廖川傑、林立松、林昭安, “垂直軸風力機之性能模擬:旋扭型與直立型葉片設計之比較”, 台灣風能學術研討會, 2011.

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