無葉片風力發電機的設計突破：解鎖綠色能源新潛能

最新研究指出，透過優化設計可充分釋放無葉片風力發電機（Bladeless Wind Turbines, BWTs）的潛力，這項創新技術有望成為小型風力發電的明日之星。格拉斯哥大學工程團隊首度運用精密電腦模擬技術，找出未來世代無葉片風機的最佳效能設計方案。

這項發表於《可再生能源》期刊的研究論文，標題為「使用尾流振盪器模型進行無葉片風力發電機性能分析與幾何優化」。研究成果將協助再生能源產業，將尚處研發初期的BWTs技術，從小型實地測試推進至可供國家電網使用的實用發電形式。

有別於傳統風機透過葉片轉動產生電力，BWTs採用「渦流誘導振動」原理發電。其外型為細長圓柱結構，能在風中擺動，類似惡劣天氣中搖晃的路燈桿。當風吹過時會產生交替渦流，使整個結構前後搖擺。當搖擺頻率與結構自然振動頻率吻合時，運動幅度將大幅增強，進而轉化為電能。

研究團隊透過電腦建模技術，模擬數千種BWT設計變體的表現。結果清楚揭示在時速20至70英里的風速下，塔柱尺寸、發電效率與結構安全性之間的關鍵平衡。研究發現，直徑65公分、高度80公分的設計能創造「黃金平衡點」，在確保結構強度的前提下，最高可安全輸出460瓦電力，表現遠勝現有最佳原型的100瓦紀錄。

論文通訊作者、格拉斯哥大學詹姆斯·瓦特工程學院的Wrik Mallik博士指出：「這項研究首次證明，最高能量轉換效率的結構並非最高功率輸出的設計。我們找到了設計變數間的理想平衡點，使BWTs能在維持結構強度的同時最大化發電能力。」

另一位通訊作者Sondipon Adhikari教授補充：「這項研究將幫助產業開發新原型，透過消除設計過程中的猜測，加速BWTs成為實現淨零碳排的重要工具。我們計劃持續優化BWT設計，並探索超材料如何提升其效能。」

研究團隊認為，BWTs特別適合都市環境，因其運作安靜、佔地小、對野生動物威脅低，且活動部件少、維護需求低，這些優勢使其在傳統風機難以施展的場域具有獨特價值。

參與研究的碩士生Janis Breen表示，這套建模方法可為開發千瓦級實用系統奠定基礎，未來將持續研究如何擴大BWTs的應用範圍。

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