2022年KidWind風力能源亞洲聯賽

2022年KidWind風力能源亞洲聯賽 EDM

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2022年KidWind風力能源亞洲聯賽 EN EDM

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2022年KidWind風力能源亞洲聯賽 競賽規則

一、 總 則

(一)活動名稱：

『2022 年 KidWind 風力能源亞洲聯賽』（以下簡稱為本競賽）。

(二)競賽規則：

適用於本活動進行期間，若有未盡事宜或規定，將於競賽網頁及競賽 LINE 社群宣佈。

(三)參賽資格：

全國各公私立國小、國中、高中(職)在校學生，符合參加資格者均可報名組隊參加。

1. 國中小組：國小四年級至國中三年級學生 (GRADE 4-9) ，每組 4 人。

2. 高中職組：高中一年級至高中三年級學生 (GRADE 10-12) ，每組 4 人。

3. 學校型態：每校各組別組隊不得超過 5 隊，可跨校組隊參加，不得混組別，例如：小六生和國三生屬於國中小組，可組隊參加；但國三生和高一生分別為國中小組和高中職組，故不得一起報名。每組指導老師限 1 名，指導老師可以同校指導多組。

4. 非學校型態實驗教育者：經各計畫(個人、團體及機構)主持人同意，可跨計畫跨校參賽。由計畫主持人指派指導老師帶隊參賽，指導老師可以重複指導同校多隊，每校(團體或機構)至多 5 隊。

二、 競賽組織：

本競賽將設競賽執行長一名，負責競賽統籌與執行期間所有評審與裁判相關事務，其下轄三個單位(組織關係圖如圖 1 所示)：

(一)專家評審委員會：

由評審長與數名專家評審委員組織而成，負責對各參賽隊伍之渦輪機系統進行專家評分。

(二)裁判團：

由裁判長與數名助理裁判組織而成，負責解釋規則並判斷參賽隊伍是否符合資格，且確實執行渦輪機測量時各項安全規範與競賽規則。

(二)行政團隊：

負責確保競賽的正常運作，包含報到與人員管制等行政工作。

三、競賽規則：

(一)使用器材說明：

1. 競賽需使用風力渦輪機者，限使用本競賽指定之發電機一顆(於報名截止日後的第二天寄出)，發電機上貼有辨識貼紙，請務必保護貼紙的完整，並與組裝時將其明顯地露出顯示。

2. 除規則另有說明外，參賽隊伍若未使用上述指定之發電機，主辦單位將有權取消該隊參加競賽之資格。

3. 風力渦輪機須預先製作，參賽隊伍另需自備以下比賽用文具器材以利製作修整：例如美工刀、切割墊、剪刀、ＡＢ膠或三秒膠(以快乾黏著劑為必要選項)、鉛筆、直尺、圓規、量角器、砂紙等以利裁切、黏合巴爾沙木或其他器材。

4. 參賽隊伍於進場時應自行斟酌所需的備用文具器材(如黏著劑)。

5. 現場設有有限數量的電源區，提供選手電源使用工具，惟工具需自備。

6. 除指定要項外其他材料不拘，設計作品必須可放入風洞(圖 2)內測試方可參加競賽。

7. 工程筆記本將於報名截止日後的第二天，隨發電機寄至收件地址，各隊伍須在比賽當天報到時繳交，並作為部分評分的依據，請務必於當天攜帶。

8. 設計及創意運用海報可事先製作，並帶至現場張貼於審核區(海報大小不得大於 A0 尺寸)。

9. 參賽隊伍需自備護目鏡(個人用品大會不提供)配戴，每位成員必須全程使用，如被裁判提醒，屢勸不聽者，將取消參賽資格。

(二)風力渦輪機設計說明：

1. 本設計部分將設有評審長一名與數名專家評審，專家評審委員們將在競賽施作過程中對您隊伍的風力渦輪機設計進行詢問與評分。

2. 每個參賽隊伍必須擁有自己的發電機、渦輪機、葉片及支撐架，不允許與其他隊伍共用參賽。

3. 渦輪機設計沒有預算限制，但評審內容有一部分是有效且經濟的使用資源。請負責任地使用材料。

4. 測試渦輪機之「風洞」內空間大小約 120×120×120 cm，為負壓式風洞。必須將作品設計成適合尺寸，並留有足夠的空間。

5. 在風洞內進行量測時，僅可以使用沙袋或其他重物將渦輪機重壓固定到位，禁止使用任何膠帶或黏著劑來固定。

6. 須注意預留風力渦輪機在風洞中轉動所需額外空間。

7. 能源產出只能通過風洞內的風力發電。

8. 渦輪機可以設計垂直軸或水平軸之構建。

9. 風力渦輪機可以使用齒輪箱，滑輪系統或類似機構來增加功率輸出。可以使用預製齒輪箱和其他零件。

10. 不允許使用預鑄或現成塑料射出商品等風力渦輪機葉片或翼型/板材。

11. 風力渦輪機必須能獨立自行站立。主辦單位不會提供塔架或任何支架。

12. 鋒利金屬物質、有機玻璃和類似的刀片材料將被嚴格禁止進入風洞中，因為它們具有潛在危險性。同時也嚴禁使用訂書針、圖釘、釘子等尖銳物於風扇葉片組件中。

13. 除扇葉外，允許使用 3D 列印部件和組件。如果決定使用，專家評審會想要確保參賽者完全理解這項技術。

14. 允許使用導風罩來引導風，但是渦輪機和導風罩必須完全放入風洞內部以符合要求。如果在測試過程中導風罩及渦輪機的任何部分超出風洞之外，則該隊伍將被取消資格。

(三)發電機規格及性能表現測試結果：輸出電壓： 0–10 V 輸出電流： 0–0.3 A

直徑：1.25 英吋線長：4 英尺軸徑：2 毫米

額定電壓： DC 5.9 V 額定負載： 10.0 g·cm 性能：在無負載：

風洞平均風速為每秒約 3.6 公尺(位於風扇 30 公分前位置時)風洞採負壓（吸風）設計(如圖 3 所示)，產生均勻流。

(四)渦輪機測試規則說明：

1. 渦輪機測試區將設裁判長一名與數名助理裁判。

2. 測試開始後，參賽隊伍將有 3 分 30 秒的時間在指定風洞內設置風力渦輪機。

a. 助理裁判分別在 2 分鐘和 3 分鐘時提醒測量隊伍。

b. 隊伍必須於 3 分 30 秒時開始進行數據採集。

c. 若隊伍於 3 分 30 秒前完成設定，也可以提前進行採集。

3. 測試期間，渦輪機底部的電線將連接串聯的可變電阻之電路，並同時量測電壓與電流。

4. 所有組別的初始設定為零歐姆的電阻值，並由團隊中一位成員來進行調整。

5. 當風洞正常啟動，風力渦輪機必須能夠在沒有外力輔助的情況下轉動並開始發電。

6. 渦輪機進入風洞並連接到數據採集系統後，助理裁判將詢問參賽隊長是否要對此測試進行測試。3 分 30 秒內必須開始或放棄測試，數據採集器將收集渦輪機運轉一分鐘的電能產出與電功率數據。

7. 在整個測試過程中，風洞將不斷運行。助理裁判將收集一分鐘之功率及電能輸出數據。電能輸出將使用 Vernier 數據分析系統計算，該系統可同時收集電壓和電流之讀數。

8. 如果風力渦輪機在開始測試時斷裂或翻倒，助理裁判會詢問是否完成此次測試，如參賽隊長回答是，將仍會完成一分鐘之測試數據收集，如回答否，則喪失本次測試數據機會。

9. 比賽有 2 次測試機會，成績僅採取兩次中最佳的一次，作為最終得分。

10. 完成測試後，將會由助理裁判及時印出兩張輸出電能報告單(附錄二 電能量測成績報告單)， 請隊長簽名後繳回一份，並帶回一份做為參考。

(五)其他注意事項：

1. 此項競賽需用到自行準備的刀片、剪刀等裁切工具，黏著劑及測試中散落飛射等零件都具有危險性，請替欲參賽學生報名的導師、家長及學生自行衡量是否有能力參加並注意自身安全。

2. 每位參賽選手必須自備護目鏡，並於全程競賽中掛戴，眼鏡不能視為護目鏡，違者等同放棄競賽。

3. 現場須遵守大會人員指示及安排指定位置、操作方式否則取消該隊參賽資格。

4. 選手報到截止後 30 分鐘內未完成報到該隊將視同棄權。

5. 除不可抗力因素外，比賽當日每隊報到參與競賽人數未達四人時，該隊以棄權論。

6. 各隊伍於量測區限時測試 1 分鐘，時間到依序下組測試。

7. 比賽期間，指導老師及親友均不得進入比賽場地，亦不得以任何方式指導參賽者。

8. 本次賽事裁判團對裁決和爭議有最終決定權。

四、競賽成績計算方式

總成績將分兩部分評分：電能產出(60%)與渦輪機設計(40%)。

(1) 電能產出評分說明（60%）：

將使用數據記錄軟體收集您的渦輪機在一分鐘測試內的總能量輸出。每支參賽隊伍的能量輸出將相對於其他競爭者的排名，排名數據將利用 T 學生分布轉化百分比，每個參賽隊伍將獲得與其排名相對應的積分。

(2) 渦輪機設計評分說明（40%）：

專家評審委員將在競賽施作與測試過程中對您隊伍的風力渦輪機設計進行檢查。這次 5－10 分鐘的訪談是為了更好地了解您隊伍在設計和測試渦輪機時所經歷的過程。您應該準備好討論並說明您在設計中加入的選擇；總成績之 40% 會再細分如下比例：

1. 工程思維建構/設計

• 10%葉片設計
• 15%動力機械設計
• 10%支架設計
• 10%整體工程思維

2. 專業、創新與環保

• 15%理念、創意與環保
• 15%風力能源相關知識理解
• 25%表達(工程筆記與簡報)

電能量測成績報告單