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作者:林榮貴、張永源離岸風力發電技術專利地圖分析概況與展望

離岸風力發電機為長壽命的產品，也是具最大發電效能風力發電機種，為未來風力發電產業發展極為重要開發標的，其需要有非常高的可靠度設計與專利分析佈局。本文離岸風力發電機專利分析概況與展望，參考了中華民國專利資訊檢索系統、美國Delphion檢索系統、美國USPTO檢索系統、歐洲專利局專利檢索系統、中華人民共和國國家知識產權局之檢索系統、Google patents專利檢索網站等有關風力機專利說明書，其內容包含離岸風力發電機簡介、專利檢索、專利篩選、擬定離岸風力機所需技術及功效、專利管理圖分析、專利技術功效矩陣圖分析、專利佈局與展望。

作者:王彥傑小型風力發電系統技術簡介

本文從產業與政策面的方向探討國際間小風力發電機技術發展。國際標準的修定與測試認證相關規範更影響小型風力發電機未來技術的發展方向，因此本文也探討近年來小型風力發電機的相關技術，包含:電控系統、併網系統、獨立型電池與葉片設計流程等關鍵的技術。

作者:張家銘高溫超導發電機設計應用於風力發電系統之研究

本文針對再生能源應用之高溫超導發電機（High Temperature Superconducting Generator, HTSG）進行探討。風力發電於再生能源應用中，其發電機容量是關鍵的研究議題，如何增加發電機功率密度與磁裝載能力是不可或缺的項目，此技術可透過高溫超導線材提供極高的電流傳輸能力，藉此產生強大的磁場強度。本文主要研究項目與步驟可分為兩大項說明，首先廣泛蒐集國內外相關之文獻與專利資料，並就其中關鍵技術探討分析，進一步針對HTSG於超導狀態下之電機磁路模擬，並且依據模擬結果，詳細規劃HTSG雛型機之規格、實體設計與製作。

作者:吳兆誠、劉哲元、桂人傑、何智南風力發電機葉片防雷擊系統研討

本文主要介紹風力發電機葉片受雷擊之狀況，並設計防雷擊裝置以保護風力發電機葉片避免因雷擊導致損壞。

離岸型風力發電機在結構上採用碳纖維進行補強，因此在防雷擊設計上，必須在有使用碳纖維補強的部分鋪設保護網，若全葉片皆使用玻璃纖維，則通長在葉尖設有接閃器並與內部下引導線相接以進行接地。

本文根據實際葉片之防雷擊設計與裝置之模型進行雷擊試驗，試驗結果證實超高的雷擊電壓/電流能藉由防雷擊裝置順利導向接地端，但試驗中於葉尖仍發現有小破損，在實際製造時候仍應精進，以保護整體結構。

作者:林伯峰離岸風能觀測站之設計討論

進口能源約佔台灣總供應能源的99％，可謂沒有自主能源，幾乎毫無能源經濟及安全可言；再生能源是本土能源，不必外求於人；其中，以風力發電成本最為接近傳統能源如天然氣發電，是最經濟的再生能源。

離岸風電是台灣再生能源的希望，但台灣多災變，為穩固發展此一能源，應慎選風力機及其單機容量，以符合存活的條件，因此宜儘速建置本地離岸風能觀測站，優先調查風能及風場特性，作為風險評估及規劃設計之依據。本文係針對離岸風能觀測站之設計方針深入加以討論，期能早日建立相關平台，促進風能技術深根及本土化，為台灣能源尋求一長遠之解決方案。

作者:陳芙靜全球離岸風力發電設備產業現況與趨勢

2011年2月美國能源部和內政部發佈美國史上第一個關於離岸風力發電產業規劃報告《國家離岸風力發電戰略：創建美國離岸風力發電產業》，聚焦於解決離岸風力發電的相對高成本，安裝、運營和併網方面的技術課題；並計畫到2020年，離岸風力發電裝置量達10GW，2030年達到54GW，此將有助於美國實現奧巴馬確立的“到2035年全國80%的電力來自可再生能源”目標。同年3月發生日本核災事故，7月德國完成2022年廢核立法，並在2030年將新建20至25GW的離岸風場取代核能；中國也公佈2015年達成5GW離岸風力發電的發展目標；日本政府9月亦正式決定，將投資約100億至200億日元在福島縣近海興建“漂浮式”風場，希望以此解決能源問題，並擴大就業，幫助災區早日復興。風力為目前最接近石化燃料成本之再生能源，且隨著陸域市場的飽和，離岸風力發電儼然成為全球再生能源的明日之星。

作者:王彥傑、劉瑞弘降低颱風下風力機負載的葉片旋角控制

本文主要探討風力發電機面對颱風氣候下的因應對策。從國際標準與測試認證規範對於颱風設計的探討，到風力機結構在颱風下所承受負載的控制策略分析；針對颱風風況下風力發電機的極限負載，透過葉片控制技術之效果模擬分析，進行負載分析研究。

作者:廖子毅、張恆文浮台式雷射測風在風力發電之系統概述

風速剖面為離岸風力機、塔架及基礎設計的重要參數。雷射測風可提供準確地風速剖面資訊，搭配浮式的平台設計應可取代深海昂貴之風速塔設置，目前雷射系統的應用仍然主要以陸域風場之應用為主，然而在大型化、深海化之離岸風力發電之發展趨勢下，浮式雷射測風設備應是未來的發展趨勢。本研究針對海上浮動式雷射測風系統所面臨之關鍵問題加以分析討論，並研擬其系統架構。

作者:劉瑞弘、張家銘大型陸域風場運維監控技術研究

本研究主要針對目前台灣陸域大型風力發電機的監控與通訊架構進行深入探討，提出一可行之監控架構，能獨立於原本國外原廠監控程式之運作方式。並且可將不同風場、不同廠牌之系統做整合，達到所謂跨風場的風力機整合監控系統，使得開發商與運維廠商，能夠透多一個單一介面，對所有風力機進行監看、控制等功能，以提升廠商在處理風力機突發事件時的反應時間。本研究結果也初步驗證，透過OPC（OLE for process control）的通訊方式，的確可以建立一整合的介面，將多部風力機的運轉訊號整合在一起，達成跨風場監控的目標。

作者:張永源、康志堅2013年國內外風力發電產業發展動態與未來趨勢

作者:陳錦城、吳孟儒、張家銘、劉瑞弘、彭致勛、林其光大型風力機軸承故障問題評析

本文針對台灣風場大型（500 kW - 5 MW）陸域風力機之軸承故障問題分析，透過大型風力發電機主軸承故障案例應用力學分析，評析軸承故障問題與改良型式軸承之差異。於軸承故障分析方法建立三維度結構網格數值資料，詳細考慮風力發電機各主要部件產生之合成動態負載，分析與探討應力集中後造成的結構形異問題。並規劃軸承之振動分析方法與規格，提供軸承故障預測診斷方案，並進一步說明過去及未來於台灣風場安裝之軸承差異，提供主軸承應用完整的方案說明。

作者:吳孟儒、劉瑞弘、陳錦城、張家銘離岸風場運維策略與成本分析技術

本文針對目前台灣離岸風場運維策略進行深入研究。國內在陸域風電發展上已十多年經驗，然而在離岸風電上，並沒有任何實際開發經驗，離岸風電與陸域風電兩者最大差異的困難處，並僅是風力機組本體的技術，而是由於風力機建置於海上，天候的考量上，除了風況外，惡劣的海象更是影響施工，整個工程困難度提升許多。也因此，相較陸域風場而言，離岸風場從規畫之初，到風場建造、正式運轉與長期維護等方面，事前精確的運維管理策略會是極重要的關鍵技術，考慮到離岸風場一旦發生故障，如果無法快速因應，損失的嚴重程度要比陸域風場高出好幾倍。本文使用運維分析軟體針對2020年台灣離岸風場進行模擬，分析結果可得到年度可用率為95.0 %，年度維修金額約2.29歐元/KWh，每年運維成本估算為10.9百萬歐元。本文並針對分析結果進行方向性最佳化，找出更好的維運策略。總而言之，離岸風場的運維策略對於整體風場營運成本有絕對的影響，運維方案的好壞將決定未來離岸風電後續運維成本與可用率的優劣。

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