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綠色能源節能減碳、農業應用永續經營

2021-06-21

 

徐力行 副教授兼系主任

明道大學材料與能源工程學系


圖1 5kW垂直軸風力機。

目前已完成綠色能源於農業之應用,採用本校發展成熟之5kW垂直軸風力機(圖1),本風力機開發過程計獲得有四項專利,以全複材葉片結構、風力發電最佳化控制裝置及遠端風機監測裝置等實際應用。太陽光電板採用KYOCERA Model KC130GT之型號,模組配合控制器以三串四併方式輸出合計1.2kW (圖2)。電力儲存容量為每顆225Ah之深循環鉛酸電池,共四顆採串連方式輸出,本電池組容量計900Ah,電壓48V。風力與太陽能所產生之電力經控制器將48V直流電轉換成110V交流電提供給果園之夜間照明使用(圖3),整體供電系統運作穩定正常。本5kW垂直軸風力機與水平軸風力發電機比較,其特色為低噪音、低震動、無壓迫感,僅使用9平方公尺的土地面積,可較水平軸風力發電機節省35%之用地。對於偏遠地區、山區、海邊、電力無法到達的農業範圍,適宜採用此風力發電機提供所需電力。另加上太陽能電力模組,因應天候環境之變化,冬季風大使用風力發電、夏季日照充足使用太陽能發電,讓發電效能達到最佳化,以建構完整風光互補之綠色能源供電系統(圖4)。由經濟面、效率性、環境考量,極適合推展於農業上之應用,亦符合未來能源與農業之發展趨勢。

圖2 1kW太陽光電模組。

圖3 果樹催芽之夜間照明。

圖4 綠色能源風光互補供電系統。

 

目前學校農園之蔬果灌溉用水,已建立完整之澆水管線,採綠色能源電力提供馬達運轉,進行定時定量之澆灌,並以綠色電力提供果園與農場之遠端監控與操作,達到綠能科技永續農業之目標。明道大學對綠色能源開發擁有豐富的經驗,學校地處得天獨厚的農業發展地理位置。優秀之綠色能源與精緻農業師資群,具備長期累積的綠色能源能量與農業經營管理經驗,將綠色能源有效地應用於現有農業軟硬體資源上,提供電力、澆灌、溫控、植物成長及環境監控等需求。後續將持續研究開發,由學校在地推廣,期許未來普及於各地,達成「綠色能源節能減碳、農業應用永續經營」之目標。

 

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