60周年
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專利名稱

微水力發電機
年度 108
狀態 獲證維護中
獲證編號
類別 發明
申請國家 中華民國
專利權人 金屬中心
專利起訖 1080811~1261101
專利證號 I668942
摘要 一般200-1000W戶用型微水力用發電模組主要是透過同步發電機或是表面永磁發電機之形式，但傳統磁繞組設計於定子，穩定性及溫升相對控制不易，相較下本專利提出磁通切換永磁發電機(FSPMG)結構，磁繞組設計於定子，溫升易控制，其轉子結構相對簡單，運轉穩定性高。FSPMG具有驅動扭矩變化環境所對應的轉速"延遲效應"(意謂扭矩變化對轉速較不敏感)，搭配低轉速高扭力輸出之葉型使用，FSPMG在實際驅動扭矩有變化的微水力環境仍能維持相對穩定的發電量。
特色 透過執行106能源局探索創新前瞻計畫「地熱溫泉低流量發電模組」研究，除了推動微型水渦輪匹配發電機組產業化，發展之新式微型水渦輪匹配FSPMG發電技術，非僅將促成小型水力發電機組產業與應用面更加擴大，更將藉由發電機/馬達組件之材料、加工與處理技術發展，結合學界團隊於新型發電機之機電整合與電磁設計分析人才與技術，延伸轉化至提升高效率、節能馬達或泵浦等產業應用，擴大產業價值。
創造效益 一般戶用型微水力發電場域，具有低流量(0.03-0.05 m3/s)與低水頭(< 10 m)的環境特性，以及微水力環境可能造成葉輪扭矩輸出的不穩定，如何發出200 W至數kW的電量，除了選用適當的葉片設計將水力有效地轉換成軸功輸出之外，連接在後的直驅發電機，其匹配性分析以及發電機本身的長時間運轉穩定性與電功率輸出也為設計的重要考量。本專利即針對FSPMG設計專為應用於低流量、低水頭以及葉輪扭矩輸出非定值之微水力特徵環境使用，以及探討傾斜層壓式之轉子設計如何達到降低頓轉扭矩以及改善脈衝轉矩所產生震動與噪音問題。
市場資訊 目前國內市場對於微型水力發電機系統商品開發相當少，以相仿大小及功率的永磁同步發電機為例，巨盛電機所開發之交流發電機，其發電量輸出約為20-80 kW，轉速為1,800 rpm， ; 海銳工業微型水力發電設備，在負載轉速 3,000 rpm情況下擁有約1 kW的發電量，其全機尺寸為25 x 40 x 30 cm3。但上述例子皆為永磁同步發電機，國內尚無利用磁通切換方式於發電機產品應用。臺灣於民國98 ?07 月08 日公布「再生能源發展條?」其中第3 條之第五款對再生能源定義為:『川?式水?：指?用圳?之自然水?與?差之水?發電系統』。
有鑑於此，經濟部策?性鼓?民間開發，給予發電業者投資抵減及免稅獎?，並以優惠價格購電，由此看?，微型水?發電容?的增長及其對能源貢獻?應較為迅速可觀。

推動微型水?發電?由如下:
(1)?色再生能源有?活用
(2)乾淨能源因川?式水?發電對環境衝擊小?需環評
(3)區域地方能源自給自足
(4)推動地方發展活化產業，如水保局農村再生
(5)適合大規模水?發電地點缺乏
(6)農業用水?有效再?用
(7)削減CO2排放?果（因應京?議定書）
(8)永續經營長期安定（水?發電工程生命周期50?以上）

日本富山縣產業遺產透過改良與重新設計新式的微型螺旋水車發電系統，以農業用水低流量0.05 m3/s～0.1 m3/s，低落差1.5 m 的條件進行實證試驗，實現了高達 70% 的發電效率。此外小型也有在經濟上的優勢，維護管理也較為容易。可提供區域分散型能源系統之用來開發出新的市場 。
聯絡人 金屬工業研究發展中心 羅政副組長 
Tel: 07-3513121轉2366, Fax: 07-3534062
E-mail ：judylo@mail.mirdc.org.tw
更新日期：106-02-15　/　維護單位：系統管理者
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