本實驗之研究目的為探討風機葉片之疏密比對發電量以及尾流特性之影響。實驗進行在一個開放式風洞之中而我們在其內部設置了一個微型風力發電機。風機模型包含一個三葉風機葉片以及三個不同疏密比之二葉風機葉片。我們使用量測儀器包含眼鏡蛇探針風速計及雷射轉速計進行實驗量測。在本實驗中，量測數據包括瞬時風速資料、發電機電壓值及風機葉片轉速。再將量測結果進一步分析比較?率輸出、性能係數、以及使用不同風機葉片所量測到之風機尾流特性。本實驗採用迴路電阻值分別為10、20、40、60歐姆的情況之量測。我們建立了入流風速和轉速之對應關係，接著我們透過計算再建立了轉速與性能係數之關係。由上述結果可以得知電阻值為20歐姆與入流條件為6 m s-1時，使用3B-S100葉片量測之性能係數最大值為0 208。而由輸出?與轉速之關係圖我們可得知。當使用同一種電阻進行測量時，即使測量中使用的是不同弦長的風機葉片，輸出?與轉速會呈現同樣的趨勢。而不同迴路電阻的情況下，輸出?與轉速之分布曲線之間會有明顯的差異。因此我們藉由實驗資料所計算之扭矩常數，也推導了輸出?與電阻值以及轉速之關係式。在尾流量測的部分，我們設置了展向方向共57個點進行量測。此外我們探討了葉片在入流方向X/D = 1D、3D、5D的位置之近尾流特性(包含入流速度、紊流強度、以動量通量)。我們可以發現使用3B-S100葉片所量測之紊流強度明顯比2B-S100以及2B-S83葉片低，在實際風場中，我們往往也會考慮上游以及下游風機之間的交互作用。較低的紊流強度意味著上游風機之尾流給下游風機的負擔也較低，這也是實際風場之風機採用三葉片轉子的原因之一。最後的部分我們取用了入流風速以及風機葉尖位置後量測點之風速資料進行了頻譜分析。我們可以發現，在此轉速下之能量頻譜圖皆會有峰值的出現。最大的原因為葉片受力不均。
An experimental investigation of power generation efficiency and wake characteristics on a miniature wind turbine with different chord lengths
晏夫, 戴. (Author). 2020
學生論文: Doctoral Thesis