若行經美國州際高速公路,經常可看到一整片平地或山丘布滿著的巨大渦輪風力發電機,但未來這種景象可能會有所改變了。西班牙新創公司 Vortex Bladeless 顛覆大多數人對風力發電機的可能想像,設計出一種「無扇葉」的風力發電機,形狀就好比倒插在地面上的蘆筍一般。

不過,少了扇葉該怎麼發電呢?有別於一般風力發電機利用風力渦輪推動發電,Vortex發電的原理是建築學家們設計建築時最大的難題──渦量(Vorticity),渦量為流體力學的概念,用以描述流體的旋轉情況。對建築師而言,渦量是建築抗風的敵人,但對Vortex來說,卻是團隊設計無扇葉風電機時源源不絕的能量來源。

Vortex的風機原型為細長錐體,錐體材質為複合玻璃纖維及碳纖維,讓錐體能盡可能產生最大值震盪,若有足夠的風量,空氣流動時產生的渦量就能造成風機塔架結構震盪與搖晃,進而發電。

通常在一般情況下,必須在一定風速下達到特定的頻率,才能造成建築結構產生震盪。但 Vortex利用塔架底部的兩個環形相斥磁鐵作為非電動馬達,當錐體朝其中一個方向擺盪,底部相斥的磁鐵便會將其推往另一個方向,因此無論風速如何,錐體本身都能持續產生最大值震盪。一旦錐體開始震盪,震盪時產生的力學能就會透過錐體底部的交流發電機,將力學能轉換為電能。

缺乏齒輪、螺栓或任何機械零件,Vortex風機不須定期潤滑,相較於傳統風機,維護成本較低,且製造成本約較傳統風機減少51%。此外,運作時完全無聲,「無扇葉」的設計對鳥類來說也更為安全。

經過實地測試,Vortex高約41英尺(約12.4公尺)的風機Vortex Mini的風能利用效率,較傳統風力渦輪發電機低30%,但無扇葉風機所占的空間相對較小,Vortex認為,多裝一支 Vortex風機就能彌補本身風能利用效率較低的不足之處。

Vortex目前已於西班牙從政府及私人資金籌資約100萬美元,預計很快會在美國結束一輪籌資,Vortex創辦人David Suriol表示,Vortex正在研發許多不同尺寸的無扇葉風機,預計在今年年底前,將9英尺(約2.7公尺)高、發電容量100W的風機應用於開發中國家,至於41英尺高的Vortex Mini將於2016年量產,此外,更大型的商用規模風機可望於2018年問世。

資料來源:These bladeless wind turbines shake to generate electricityThe Future of Wind Turbines? No Blades

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