江沅晉 副教授

文化大學機械工程學系

---

現代化都市大樓建築，在趨向高層化、大規模化的發展趨勢下，電梯已成為大樓內維繫人員及貨物上下流通的主要通道。大樓用戶或訪客每天出入往來，無不經常搭乘電梯。電梯已經成為大樓的必要設備，不僅節省了人們上下樓梯的力氣，也提高了空間的利用價值。電梯的基本工作原理為使用一定滑輪組，一側是乘客搭乘的車廂側；另外一側是掛鐵塊的配重側；兩者透過鋼索連結起來，中間滑輪部分代表的即是由馬達驅動之捲揚機。一般電梯運轉時，依照不同的載運狀況，主要可以區分成以下四個行程。

行程一 : 滿載行程往上

此是車廂重載並由低樓層往高樓層移動，由於車箱在下而且重量大於配重，捲揚機處於出力運轉狀態，馬達出力拉車廂上升，會消耗電力，為電動機模式，如圖1所示。

行程二 : 空載行程往下

此是車廂輕載並由高樓層往低樓層移動，由於配重在下而且重量大於車箱，捲揚機處於出力運轉狀態，馬達出力拉配重塊上升，以使車廂往下，為電動機模式，如圖1所示。

圖1 電動機模式(資料來源：台達電梯電力回生裝置簡報)。

行程三 : 滿載行程往下

此是車廂重載並由高樓層往低樓層移動，由於車箱在上而且重量大於配重，捲揚機處於剎車運轉狀態（被車箱拖著走），馬達必須抗拒來自車廂的重力牽引，以發電機模式將載重的重力位能差轉為電能輸出，為發電機模式，如圖2所示。

行程四 : 空載行程往上

此是車廂輕載並由低樓層往高樓層移動，由於配重在上而且大於車箱重量，捲揚機處於剎車運轉狀態（被配重拖著走），馬達必須抗拒來自配重塊的重力牽引，以發電機模式將配重塊與輕載車廂的重力位能差轉為電能輸出，為發電機模式，如圖2所示。

圖2 發電機模式(資料來源：台達電梯電力回生裝置簡報)。

由上可知，當電梯滿載（載客多）上樓跟空車（載客少）下樓，這兩種情況因為需消耗電力去推動較重的部分（車廂或配重塊），所以處於電動機模式。而當電梯滿載（載客多）下樓跟空車（載客少）上樓，這兩種情況皆為發電機模式，可進行電梯電力回收，將多產生出來的重力位能差轉換為電能進行回收。

而傳統電梯電力回收方法，為加一組電阻，直接把電能變成熱能，散失在機房內，此方式產生廢熱也浪費機房空調電能。目前較為節能做法，為利用變頻器把捲揚機回生的電力變頻整流成為大樓的電力規格，回送至大樓電力系統內，提供給電網的其他設備(如照明或空調等) 使用。

為了讓社會大眾對於電梯電力回收系統能夠有更深入的瞭解，本計畫於北北基「藍海綠能實踐基地」-「國立海洋科技博物館」主題館大廳C棟電梯建立一套電梯能源回收系統，並搭配智慧展示系統，讓民眾可以即時瞭解本系統即時的耗電量與發電量等運轉數據，如圖3~4所示，對於系統整體之運作有一更深入瞭解。

圖3 「藍海綠能實踐基地」電梯能源回收系統。

圖4 海博館智慧展示系統。