對台灣而言，颱風就像逢過年拜訪的壞親戚，每年夏天帶著豐沛的雨量、狂風暴雨當伴手，挨家挨戶拜訪台灣和東亞島國，總讓東道主傷透腦筋。
但可不能總是挨打，危機就是轉機！
身為颱風受害常客的日本，把主意打到了颱風的隱藏密技，打算利用颱風內藏的大量能量、轉化成動能發電！新創工程師團隊 Challenergy 今年年初在日本群募平台 Makuake 上架「 新世代颱風發電機 」專案，採用創新垂直軸圓筒動力發電機構，讓颱風變成發電好朋友！
此次專案目標 200 萬日圓（ 約新台幣 63 萬元 ），回饋贊助者參加今年夏天於沖繩舉行的試營運、測試發電典禮，邀請全民一起探索「 無核 」家園的發電，以及乾淨永續能源的應用。
颱風發電機
根據台電的報告顯示，風力是目前功效最好的再生能源之一，被視為綠能源的重點發展項目，而同樣身為島國、且受季風影響的日本，也在核電以及新世代能源轉型間爭議著，如何擴大再生能源及風力發電的效能。
發跡東京的工程師新創團隊 Challenergy，即是在這樣的背景下，著手發展新一代的風力發電機制，並今年年初與地方中小型金屬工廠合作生產開發，在日本群眾募資平台 Makuake 發起了世界首座「 垂直軸風力發電機 」的募資計劃。
開發者清水先生表示，Challenergy 所開發的風力發電機是經專利認證，世界首創的垂直軸圓筒發電機，將能對應各方向、各風速的強弱風，並克服傳統螺旋槳風車型風力發電機在技術上的的限制，充分利用颱風時的風量，將巨大能量轉換成居家用電。
嗯？發電聽起來就夠麻煩了，「 垂直軸 」是什麼？「 圓筒 」是什麼？
▲垂直軸圓筒發電機試作機
新世代「 垂直軸圓筒發電機 」
目前世界上最常用的風力發電，多是位於在空曠、沿海地區，遠看像唐吉軻德的大型風車（ 或是賓士符號 ）的大型螺旋槳發電機，其風車機構的轉動軸與風向平行，利用升力／阻力推動發電機旋槳，像風車一樣旋轉，故稱為水平式風力發電機。這類發電機的功率係數較高、震動較小，但造價高昂，而且無法應對強風速，易折損也易故障，在動能最強的颱風期間可得停止運行。
開發團隊指出，雖說大風車式發電機較為普遍，但日本的變化萬千的天氣、以及難以捉摸的風速風向，皆不適合此類巨大型發電機。依日本國土交通部調查，大型颱風蘊含的電力動能幾乎可達日本 50 年發電量總和，但大型水平軸發電機遇到超過 25 m/s 的風速，就得開始擔心旋槳折損而必須停止運作，反而錯失發電大好時機。
與其相反，垂直軸風力發電機的轉動軸則是與風向垂直，會像陀螺一樣轉動。雖然垂直式提供的功率及穩定性相對較低，但其發電簡化了機構設計，維護簡單、低噪音，並可利用 360°的風向、啟動風速也更低。
「 我們的目標是將新型發電機應用於城市裡，讓所有人都能享用到風力發電的好處。」開發團隊表示，「 其實很多大企業，如三菱、關西電力公司等，都在開發新的發電機構，但最大的問題是要如何應付各種風向、和多端的風速。在這點上，Challenergy 結合流體力學與垂直軸發電機，已率先取得專利。」
在小小工廠屋頂上開發的 Challenergy 看好垂直軸發電機的應用性，以「 馬格努斯效應 ( Magnus ) 」為基礎改良舊有的螺旋槳式構造，在主軸外圍架設自旋的圓柱體（圓筒）產生移動力，帶動整體機構，使此新型發電機更能應付各種氣流、風向、風力。Challenergy 的最大特點，就是可以調節能量、隨狀況調整動能承受 70 m/s 到 80 m/s 的風速，遇到颱風也不怕！且造價更低、噪音也低，甚至鳥兒撞車風險都降低許多。
「 簡單來說，這原理就像投球。球在轉動的同時，氣流在旁邊轉越快就更有電。」團隊如此形容發電原理「Challenergy 的發電圓筒狀的自旋柱，是採馬格努斯 ( Magnus ) 流體力學應用，旋轉時帶動周圍氣流、由圓筒帶動主軸，可自轉並可對應全方向的水平及垂直氣流。」
▲位於沖繩縣試驗場，進行颱風發電機演示實驗
Challenergy 預計出產的新世代發電機大小直徑 3m x 高度 6m，並產出千瓦電量，將在 2016 年 8 月於沖繩進行首次公開現場試營，目標在未來可進行更大規模的量產計畫。
▲ Challenergy 團隊成員
創業家與工廠長，「一面走、一面修正」；「我想要造出讓所有人都能安心使用、安全的供電系統。」
Challenergy 為僅三人的工程師團隊， CEO 清水敦史原是大型企業的工程師，在日本東北大地震時看到福島核電廠氫爆的消息大受震撼，因而深切反思核能發電的相關議題，並考慮如何朝著「 無核家園 」的目標、以再生能源構築成新的電力系統。
發跡於大阪，清水 CEO 原本也不是風力發電專家，甚至一開始是使用特力屋素材組裝發電器材，依此取得專利。其後毅然辭去穩定的大公司工程師一職，啟動創業。中途一度因為發電數值不如預期，幾乎面臨瓦解，然而痛定思痛，大幅修改原本的設計方案。
「 對工程師而言，改變原有設計，心裡雖然有些不捨。但是不這樣就沒辦法走出新的一步。」
Challenergy 隨後參與了 Techplanter 育成器、受國立研究開發法人「 創新能源產業技術開發 」青睞（ 類似台灣工研院的機構 ），並與東京庶民下町的中小型金屬加工工廠合作製作器材，活化在地產業。
▲在墨田區的工廠裡設計原形機外觀
但發電機這種高科技的產品，竟然發包給中小型工廠？別小看中小型工廠，高手都在民間，阿部寬都可以發射火箭了，藏在東京墨田區的濱野下町工場也不遑小覷。該工廠甚至開發過深海無人艇 < 江戶子 >，為世界首座於海底 7800m 進行 30 小時的高畫質 3D 攝影的海洋探測機。
傳統產業與創新團隊攜手合作，從工程師、到創業家、到工廠長，為了造福下一代、為了下一步的發電技術一起努力。
而為了讓更多人了解多元永續能源的可能性，Challenergy 踏出了下一步：群眾募資。
哇～這裡有批電好便宜啊！——等等，真的這麼容易嗎？
目前日本的再生能源討論多著重於太陽能發電，Challenergy 則要將颱風改頭換面，讓這位壞朋友轉型為發電好幫手。顛覆既有發電機，所需的測試、材料，甚至是世界首創的發電機制，還打算發展成居家用電，是何等龐大的計畫！
但其實，這次專案不僅是創業家的一片熱誠，更是動輒國家級、地方級的鉅額投資計畫。Challenergy 計畫明年於沖繩測試驗收，光是試營發電就需要總計 1,500 萬日圓（ 約新台幣 478萬元 ），這次在群募網站 Makuake 則設定募資目標 200 萬日圓補貼相關經費，並回饋現場觀禮、還有周邊小禮物。
不過日本人民夠意思！專案強勢超標達 400 萬，目前並已經訂出 2018 年將能販售直徑 3m x 高 6m （1kW）的量產機。
「 最終目標是能落實能源轉型，將乾淨的永續能源，供給缺電區域。Challenergy 希望能帶給全人類、給地球一個機會，提供大家都能用得安心的安全能源。」
馬上颱風季就要來了，同樣身為颱風肆虐的難兄難弟，這樣的創新創意是否也適合台灣呢？
Challenergy 馬上就要進行測試，讓我們拭目以待，或許哪天家家戶戶的屋頂有太陽能板、又有颱風發電機，各種替代的再生能源交替使用，或許能成為另一種家用綠能源。
