馬格努斯效應 與垂直軸風車 (VAWT)
馬格努斯效應 與 垂直軸風車 主頁

垂直軸風車
自從1852年馬格努斯效應(Magnus effect)被人們熟知,很自然地便嘗試以此來推動風車,以水平軸風車而言,其構造如下圖所示,並不難理解,然而,若以垂直軸方式來實現,其圓柱型轉子在迎風面與背風面的旋轉方向必須相反,扭矩才不會互相抵消,進而推動風車。早期只能利用齒輪連桿的方式來製作,由於結構太過笨重而不易實現。近年來,得益於半導體技術突飛猛進,微控制器與馬達驅動技術已逐漸成熟,要實現這個概念已非難事,以下的影片便將此原始概念真實的展現出來 …
之前做了達里厄(Darrieus)風車的空載試驗,在風速 2.1 m/sec 時,風車雖無法自行啟動,但助推後可以達到轉速 122 rpm,轉得算挺快的!然而,此時能夠發電嗎?這必須做加載試驗才能夠明白,本文介紹加載試驗的作法並提供完整的影片。
根據文獻紀載,達里厄(Darrieus)垂直軸風車的特徵是具有高效率但是難以自行啟動。筆者初接觸時,感到不能理解,既然效率高表示具有扭力,為何不能啟動呢?後來才明白它的效率必須在較高的轉速才會發揮出來(類似汽車的高速檔),至於轉速要多高呢?通常要比風速快 2~6 倍。這又更令我困惑,因為風車是靠風力推動的,為什麼能夠轉得比風速還快呢?看來必須做個實驗,眼見為憑才行…
由於環保的需求與對抗全球暖化,發展再生能源已刻不容緩,其中除太陽能外,以風能最受矚目。而人類為了利用風能而發明了風車(Wind Turbine),距今已有好幾個世紀之久。 風車可以將風能轉變為風車旋轉的機械能,其主軸產生的扭力可以用來驅動負載,例如發電機或抽水幫浦,以作為發電或灌溉之用。風車根據旋轉軸的方向,可以分為水平軸與垂直軸二種: