精通系列03∕臺大出版中心 出版∕本書附【小型風車設計圖例】　　臺灣大學工程科學及海洋工程學系 林輝政教授  審定　　日本長賣二十年之風能研究 & 風車自製指南
　　《小型風車手冊》是日本足利工業大學，牛山 泉校長的風能著作之一，本書在日本長賣二十年，並再版五次，足見日本在風能研究方面的大力推廣及熱衷程度。
　　本書內容較偏科普，適合一般大眾閱讀，且提供許多自己動手製作風車的知識，對於有興趣自製風車的讀者來說，應是一本相當不錯的參考用書。
　　對人類而言能源是文明的根基，足以被稱之為生命。能源在昔日和空氣一樣，與我們極為貼近，但我們卻沒有意識到它的存在。不過，從1973年的石油危機，到現今愈見嚴重的能源問題，終於到了人類必須用其睿智的頭腦找出替代石油的新能源的時代了。
　　儘管至今尚未找到適合的替代能源，但真的沒有新的資源嗎？仔細思量，想必會發現在我們的身邊就有太陽能、光能、風能、水力能、生質能等豐富的自然資源，這些資源都有再生性，且在轉換的過程中不會產生汙染物質，這也是這些資源的魅力之一。在這當中，對人類來說風能可以說是最古老且貼近人類生活、非常熟悉的能源。
　　以荷蘭型風車為代表，中世到近世紀的歐洲諸國都以風力為最大的動力來源；美國自開拓時代以來，也有600萬架的風車用在抽水及發電等。相對於歐美的風能發展到一定成熟的程度，日本雖然過去有風車的輸入與發展，但風能利用技術卻沒有扎根。由於風能也是最為成熟的綠色能源之一，但知識技術的不足將會影響到風能的利用。
　　要利用風能時，必須結合氣象、航空、機械、電力、控制、土木、環境等極廣範圍的知識，筆者們的專業領域為熱力學及空氣力學，或許撰寫風車工學這樣跨領域的書籍並不是很恰當，但本書是抱持著將日本風能協會所提出的迫切問題點，以及筆者平日花心思蒐集、累積而成的資料及知識技術等加以整理的心態完成的。本書的內容可說是風力利用的入門到專門的橋樑。
　　對於業餘人士來說，即使有難以理解的地方，但在一定程度內即使跳過一部分只理解概要，也能充分達成目的，應該有助於實際的製作，希望本書能有助於能源問題的改善。雖然本書並非以技術教育為目的而撰寫，希望能作為高中職或大學的風車研究指南，並有所貢獻。
作者簡介
牛山泉
　　工學博士　　日本足利工業大學校長
三野正洋
　　日本大學生產工學院講師
審訂者簡介
林輝政 博士
　　國立臺灣大學工程科學及海洋工程學系教授　　國立澎湖科技大學校長

第1章 風車利用概論1.1 風的產生1.2 風隨時間的變化1.2.1 風在1天中的變化（日變化）1.2.2 風隨季節產生的變化1.3 風隨高度的變化1.4 風的變動性1.4.1 風的性質（亂流）1.4.2 風向的變動1.5 風的局部性1.6 風的觀測和數據1.6.1 風的觀測1.6.2 風的數據1.7 風能的蘊藏量1.7.1 地球總風能的估計1.7.2 日本風能分布1.7.3 日本的蘊藏量估計1.8 風能利用的歷史和現狀（小型風車）1.8.1 風車的起源1.8.2 風車的普及1.8.3 風車的最盛期1.8.4 風力發電的誕生和實用化1.8.5 日本的風能使用1.9 風能利用的未來
第2章 風車的設置場所2.1 風車的設置場所2.2 設置於平地的情況2.3 設置於山脊或山頂的情況2.4 根據植披判斷設置場所2.5 風車裝置的氣象障礙2.5.1 亂流2.5.2 強風2.5.3 風切2.5.4 結冰或積雪2.5.5 雷2.5.6 鹽害2.5.7 沙塵2.6 在建築物上或附近設置風車的情況2.7 根據風速判斷設置場所2.8 日本風能的候選地點
第3章 風車的基礎知識3.1 風車獲得的能量3.2 風車的種類和特徵3.2.1 水平軸風車的種類和特徵3.2.2 垂直軸風車的種類和特徵3.2.3 特殊風車3.3 風車的性能表現3.3.1 風車性能的特性係數3.3.2 輸出功率、轉數和風速的關係
第4章 風車系統的基本設計4.1 能量需求量的推定4.1.1 電力負載的推定4.1.2 機械負載的推定4.2 風車的輸出功率和能量4.3 風力利用裝置4.3.1 風車的能量轉換特性4.3.2 風力的利用裝置
第5章 風車的空氣力學設計5.1 風車葉片5.1.1 風車葉片的空氣力學5.1.2 風車葉片的設計角度5.1.3 風車葉片的剖面形狀5.1.4 風車葉片的面積和弦周比5.1.5 風車葉片的平面形狀5.2 風車葉片的設計法5.2.1 葉片形狀的決定5.2.2 圖式設計法5.2.3 葉片元素理論設計法
第6章 風車系統的構造設計和機械設計6.1 風車的構造設計6.1.1 風車葉片的離心力6.1.2 風車葉片的阻力6.1.3 風車的扭矩6.1.4 螺旋槳的角動量和尾翼的負荷6.1.5 風車裝置的負荷條件6.1.6 風車的安全設計6.2 風車的機械設計6.2.1 風車的轉速控制6.2.2 風車的方向控制6.2.3 風車葉片的材質和構造6.2.4 帆型和桶形風車的葉片6.2.5 葉片和軸轂的接合部分6.2.6 風車的加速機構6.3 支撐塔6.4 支撐塔的地基
第7章 風力利用裝置的構成要素7.1 發電機7.1.1 汽車用交流發電機的原理和構造7.1.2 汽車用交流發電機的性能7.1.3 交流發電機的風力發電7.1.4 其他的發電機7.2 蓄電池和變壓器7.2.1 蓄電池和其種類7.2.2 蓄電池的原理7.2.3 蓄電池的性質7.2.4 蓄電池的用途7.2.5 充電的知識7.2.6 蓄電池的保養7.2.7 換流器7.3 抽水幫浦7.4 曝氣和防止結凍7.5 風能的熱轉換和儲存7.5.1 能源的利用結構7.5.2 風力熱轉換方式
第8章 經濟性8.1 小型風電裝置的經濟性評價8.2 小型風電裝置的電力成本8.3 小型風車輸出功率的成本計算8.3.1 兩種風車裝置的成本比較8.3.2 計算成本所需數據
第9章 世界的小型風車9.1 小型、微型風力發電機製造商9.2 代表性的抽水風車製造商9.3 日本小型風車製造商及經銷商
第10章 實際的製作10.1 實際風電裝置自製例10.1.1 茅野勝義氏的例子10.1.2 金綱均氏的例子10.2 自製風車的大小和形狀10.2.1 風車大小的極限10.2.2 製作的風車種類10.3 木製葉片的製作法10.4 發電機的配線10.5 數個新的構想10.5.1 桶形風車的性能提升10.5.2 垂直軸高速風車的起動10.5.3 風向固定時的風車裝置10.6 自製風車構造的例子10.7 軸承和集電環10.7.1 軸承10.7.2 集電環10.8 簡易計算法
附件：設計圖上的風力發電機[A] 0.9H桶形風車[B] 0.45 螺旋槳型風車
精選文獻1. 風相關2. 風車相關3. 空氣力學相關4. 發電機及電動機相關5. 轉換及儲存相關6. 文獻補充
索引

序言
　　2008年10月與同仁拜訪日本足利工業大學，牛山 泉校長熱情接待，派專人介紹該校的「風和光的廣場」、「迷你、迷你博物館」，對於足利工業大學在能源科技方向的研究與成果，印象相當深刻，也非常佩服。這次的拜訪可說收穫非常豐盛。拜訪中，牛山校長也介紹他的多本風能著作，包括《風車工學入門》、《基礎風力能源》、《垂直軸風車》、《小型風車手冊》等，並贈送其著作《風車工學入門》。
　　見面過程中，牛山校長提到《小型風車手冊》在韓國及中國大陸都有翻譯版，而臺灣卻有盜版情形，令他非常失望。本人回國後馬上聯繫盜版的臺灣出版商，在行政院新聞局的協助下，要求所有的盜版品下架。在完成《風車工學入門》、《基礎風力能源》二本書的翻譯後，為了使「小型風車手冊》能合法在臺灣出版，因此繼續完成《小型風車手冊》的翻譯出版工作，使臺灣讀者也能合法閱讀，獲得該書所提供知識。
　　《小型風車手冊》內容比較科普，適合一般大眾閱讀，而且提供許多自己動手製作風車的基本知識，對於有興趣自製風車的讀者應是一本相當不錯的參考書。
林輝政2009.11.31