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風力發電

風的形成

風是由於大氣壓力的差異導致空氣移動而產生的。這種大氣壓力差異是由於地球表面被太陽不均勻地加熱所造成的。太陽光照射地球表面,不同地區的地表受熱程度不同,從而形成不同的溫度和壓力區域。空氣在高壓區域下沉,形成低壓區域周圍的氣流,這就是風的形成原因。

風能被視為一種可再生能源,因為它源於太陽能的不斷供應。只要太陽持續照射地球,地球上就會持續產生風。這使得風能成為一種可持續且不會耗盡的能源來源,相對於有限的化石燃料。透過利用風能發電,我們可以轉化風能為電力,並減少對傳統的不可再生能源的依賴。

風力發電機

風力發電機能夠將風能轉化為電力,其發電量取決於它的尺寸和風速,尺寸越大和風速越高,發電量就越大。風力發電機由以下的基本部件組成:葉片,支撐塔,齒輪箱,利用風的動能轉變為機械能,從而發電。

​風力發電

以德國物理學家Albert Betz 命名的貝茨定律指出,風力發電機最大的功率係數 (power coefficient)是固定的,理論值為0.59。這意味著最多只有59%的風能可以轉換成機械能,其餘的能量會以不同形式散失,例如風阻損失,而風向、風速變化、空氣密度等,也會對風力發電系統的效率產生影響。而實際運行上,風的動能轉化為電能的效率界乎30-40%之間。

截至2021年,全球風力發電量不斷增長,但具體數字可能因時間和資料來源而有所不同。根據國際能源署(International Energy Agency)的報告,2019年全球風力發電量達到591.6 GW(千瓦),而2020年估計增長到733.3 GW。

每年每兆瓦小時的風力發電估計可以減少約0.5噸的二氧化碳排放,2020年全球風力發電量估計為733.3 GW。估計2020年全球風力發電量減少約366.65億噸的二氧化碳排放,以成年樹木每年可以吸收大約22公斤的二氧化碳計算,相等於166.6億棵樹木一年的碳吸收能力。

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