超級安全版 - 葉片安裝角對發電電能影響之趨勢分析

高二風力發電探究實作

葉片安裝角對發電電能影響之趨勢分析

科學研究夥伴 AI 協作平台:數據誠信、多模型擬合、即時解讀

研究目的

探討葉片安裝角對發電電能的影響

數據資料導入與誠信聲明

本系統已為您預載上傳的 6 個實測 CSV 檔案(5°, 10°, 15°, 20°, 25°, 30°)中 F302、L302、R302 的實測電能數據。我們堅守數據誠信,絕不產生任何虛擬或模擬數據。

拖曳或點擊上傳其他 CSV 數據

支援自動讀取 F302, L302, R302 欄位數據

實驗數據清單 (原始測量值)

安裝角 (X, 度) 第 1 次 (J) 第 2 次 (J) 第 3 次 (J) 操作

散布圖與最佳趨勢線擬合

橫軸:操縱變因(安裝角);縱軸:應變變因(發電電能)

最佳模型:計算中...

四種回歸模型效能分析比較 (R2 值評估)

線性回歸 (Linear) R2 = 0.000
y = a*x + b
二次曲線 (Quadratic) R2 = 0.000
y = a*x2 + b*x + c
指數回歸 (Exponential) R2 = 0.000
y = a * e^(b*x)
對數回歸 (Logarithmic) R2 = 0.000
y = a * ln(x) + b

數據分析解讀指引(科學探究任務)

什麼是決定係數 (R2, R-squared)?
R2 介於 0 到 1 之間。R2 愈大(愈接近 1),代表該趨勢線的方程式擬合度越高、越能可靠地解釋自變因(安裝角)與應變變因(發電電能)之間的關係。

💡 [這個統計分析結果,可以解讀出哪些研究結果呢?請參考『數據分析解讀指引』依老師的建議組內討論(參考研究結果寫作指引)並完成研究結果初稿後,再來跟我對話]

© 2026 聖功女中探究實作A課程組 | 散布圖與趨勢線擬合自動化工具

溫馨提醒:本系統僅提供研究結果之檢核與邏輯檢查,不涉及研究討論與背後物理機制寫作。

風力發電探究與實作 • 互動模擬實驗室

風之工匠

風力發電探究與實作 • 互動模擬實驗室

風機葉片形狀
扭角 (Twist)

探究葉片從根部到尖端的角度變化。為什麼葉片不是平的?扭角如何影響不同半徑處的迎風效率?

進入 3D 模擬

風機葉片形狀
展弦比 (Aspect Ratio)

分析細長葉片與寬短葉片的差異。調整展弦比參數,觀察其對升力與阻力比值的影響。

進入 3D 模擬

風機葉片
安裝角 (Pitch)

這是風機控制的核心。實驗調整葉片的安裝角度,觀察其如何影響啟動轉矩與高風速下的保護機制。

進入 3D 模擬

平板葉片
相對風速氣動分析

理解「相對速度」的概念。結合真實風速與葉片轉速,分析氣流與葉片交互作用的向量關係。

進入模擬分析

風機葉片
攻角與氣流 (Attack Angle)

視覺化氣流流過葉片翼型的路徑。尋找最佳攻角,避免氣流剝離(Stall)造成的效率下降。

進入 3D 模擬

綜合變因探究
攻角 vs 安裝角

進階實驗:釐清這兩個常混淆的變數。在不同風速條件下,如何搭配調整以獲得最大輸出?

進入互動模擬

風機傳動系統
齒輪比 (Gear Ratio)

從空氣動力學轉向機械結構。探究低速轉動的葉片如何透過齒輪箱加速,以驅動發電機。

進入互動模擬

風力發電葉片效能模擬器
模擬葉片彎曲弧度、安裝角與數量

進階實驗:模擬流線型的葉片(葉片有適當的彎曲),當葉片彎曲的程度如何時,在不同風速條件下,才得以獲得最大輸出?

進入互動模擬

風機葉片-安裝角- 3D模擬器(點這裡進入模擬)

3D 風機葉片安裝角模擬

風機葉片:安裝角

定義:弦線旋轉面夾角

左鍵旋轉 | 右鍵平移 | 滾輪縮放
1
粒子:白點代表風,垂直穿過旋轉面。
2
角度:大角度阻力小;小角度推力大。
3
關鍵:0°受力最大;90°順槳保護。
20°
旋轉面
風向
葉片
空氣

風力發電- 相對風速 -平板葉片氣動3D模擬分析

平板葉片氣動分析

風機葉片形狀-展弦比-3D模擬

風力發電機展弦比模擬器