風力發電解析…

《風力發電夯 10年飆10倍》

●風力發電解析●

【20091109聯合報╱記者湯雅雯、郭錦萍】

風力發電最早在歐洲發展，圖中是法國南部小鎮，大型風機和老教堂並存的情形。（法新社）

最近幾個月，不但歐美紛紛宣布要擴建超大風力電場，中國大陸更急起直追，和美國共同發展全世界最大的風力發電場。這股「風」潮，真是銳不可當。

「風能」泛指流動空氣的動能，它主要是因太陽輻射能傳送到地球表面時，因地表受熱不均勻造成溫差、產生氣壓差，再加上地球自轉，最後形成空氣流動。風能可說是由太陽能轉化而成。

若要從風動取得人類可用的電能，按空氣動力學理論，風能與風速的三次方成正比，理論上風速愈高能量愈高，但其實以橫軸式風力機而言，風能轉換為機械能效率最高是0.593，此即所謂的貝茲極限（Betz limit）。

根據估算，若是用橫軸式風力發電機，當風速達20公尺／秒且葉輪直徑為 4公尺時，風力機所輸出的功率高達 9kW；一般而言當風速低於 4公尺／秒時，雖然風力機仍具有發電能力，通常也不會讓它發電，以避免風力機切離、投入電力系統的次數過於頻繁。反之，通常風速高於25公尺／秒時，則會鎖住風機轉子暫停發電，以避免超速運轉。

風力發電過程不需要任何燃料
，也不排放汙水、廢氣，還能有效降低燃油或燃煤發電對環境所造成的汙染，「風力每發一度電約可減少0.25公升的燃油消耗」，一座新型的 2MW（百萬瓦）大型風機，每年平均可節省1.25噸燃油的消耗，同時可減少約3000噸的二氧化碳排放。

根據全球風力發電調查報告指出，1997年全球風力發電市場只有1530MW，到2006年時安裝容量達到15,197MW，十年來成長10倍。

核能研究所工程組副組長張欽然說，目前全球風能發展最成熟的國家為德國，主因為政府大力支持，加上利多的獎勵政策，發展近20年，大型風機技術完整。

其他國家包括美國、印度、中國、西班牙、義大利等均大力發展大型風力發電機（1.5MW以上）。

近來大陸也積極推動「中國風電」計畫，在甘肅、新疆等地打造大型風場，每年幾乎成倍數增長，據大陸媒體指出
，目前中國風機的製造能力不但已能滿足國內市場，還準備朝國際市場拓展。

資料顯示，中國大陸2008年風電新增容量為6250MW，成長89％，僅次於美國的8400MW，遠高於印度1800MW。清華大學特聘教授馬振基指出，由於大陸風電自主能力大幅提升
，未來中國風電產業的發展值得注意。

台科大電機工程系教授陳在相表示，國際間對風力發電機的分類，通常超過1MW（百萬瓦）稱大型風機，150KW(瓩)以下為中小型風機。台灣中小型風機在技術面上已具備自主發展能量，但未來設廠及市場可能仍以大陸或外銷東南亞為主。

在台灣我們看到的風力發電機都設在陸地上，但歐洲各國也積極設在海上的「離岸風場」開拓。

張欽然指出，以愛爾蘭風力發電開發商為例，正積極推動「跨歐盟超級電網」，以高壓直流輸電系統，串連歐盟各海域的離岸型風場，彼此互補，使歐盟離岸風力發電不再受地域和天候限制，可長期穩定供電。

ABC必學單字大閱兵
【2009/11/09 聯合報╱記者湯雅雯、郭錦萍】

Wind Power Generation 風力發電
Rotor Blades 轉子葉片
Generator 發電機
Brake 煞車器
Yawing 轉向裝置
Towering Support 塔架
Power controller 電力控制器

延伸閱讀
1.風力發電機組原理與應用／姚興佳、宋俊／機械工業出版社
2.風力發電技術／張希良、郭興家、張勝雄、林矩民／新文京
3.再生能源概論／華健、吳怡萱／五南
4.圖解新能源百科／賈要勤、溫榮弘／全華科技
5.風工程概論／朱佳仁／科技圖書

上文↑《風力發電解析／風力發電夯 10年飆10倍》源自【20091109聯合報aa3新聞中的科學】


《破壞景觀 威脅候鳥》

●缺點也不少●

【20091109聯合報╱記者湯雅雯、郭錦萍】

大家都知道石油早晚會用完，前兩年許多國家開始鼓吹用生質能源，去年發現因玉米大量拿去製油後，竟造成全球糧價飛漲，今年歐美及中國幾乎都轉向發展風力發電。

但風力能源本身或許乾淨，但它和其他替代能源一樣，有利有弊。

根據紐約時報曾做過的一個專題報導，在瑞典在丹麥間的一個淺峽灣中，有座耗資 2.8億美元建造的風力發電廠，它是全球最大的風力發電廠之一，經營者是瑞典的一家能源公司。

但周遭住民對它並無好評，他們抱怨這些高大的風車破壞景觀，能源專家則質疑風力當能源的可靠性。

首先，風不是一年到頭都有。有風時，未必是在電力需求高峰。而且，為了利用最適發電的風，風力發電廠往往建在遠離電力需求高的地方，生產的電力必須用高壓電線遠距輸送。

另一個被質疑的問題是，許多風機設在鳥類飛行的路線上
，尤其是設在海岸邊的風機對候鳥安全更是重大威脅。

倫敦 ABS能源研究公司的報告去年還說「風力發電的環保效益，不如宣稱的那麼大。」但有人認為這個產業的產能，在過去五年以平均每年26.3％的速度擴增，比水力發電初期成長速度還快。

也許專家對來去無影的風覺得難以掌握，但從最近的大規模投資看，各國政府無論如何都必須把風力能源當回事。
美國在2006年擴增的發電量，打破任何一年的紀錄。美國風力發電量1157.5萬瓩，是全球第三大風力發電國，僅次於德國和西班牙，並以比任何國家都快的速度擴充。

德國有兩萬個風車，生產全國5%電力，倡議者說，要達成政府所定2020年以前達到以再生方法生產至少20％電力的目標，風力發電極為關鍵。

上文↑《風力發電解析／破壞景觀 威脅候鳥》源自【20091109聯合報aa3新聞中的科學】


《颱風多 平地少 台灣風力難來電》

【20091109聯合報】

風力發電對國人來說，並不陌生，在西部沿海如高美濕地可看見大型風機。台灣四面環海，除了有旺盛海風外，還有強大的東北季風，加上離島豐沛風力，應該很適合發展風力發電，但為何遲遲發展不起來？專家指出，礙於台灣產業型態、市場太小、地形、政策等相關因素，讓風力發電困難重重。

風力發電在歐美等國已發展相當成熟，大陸也要發展全世界最大的風力發電區，可見「風能」市場龐大；台灣的「
再生能源條例」歷經7年，終於在今年6月甫通過，明訂未來風電為主要項目之一，台灣風力發電是否能捲土重來？
核能研究所工程組副組長張欽然說，台灣風力發電起步並沒有落後國外，在70年代石油危機，也曾投入相關研究，在西部沿海及離島設廠，但皆屬實驗性質，後因石油降價
、風力發電成本比傳統發電高，在不了了之的情況下，讓台灣風力發電至今落後國外15年。

另一個原因，張欽然指出，台灣產業型態著重半導體開發
，導致「太陽能」熱、「風能」冷的情形，不像丹麥、德國是以「造船業」起家，造船技術可說風力發電基礎，台灣現在不少造船系也投入風力發電葉片製造。

目前台灣大型風機約 160多台，由台電及民間經營，總裝置容量約300MW，占不到台灣總供電量1％，雖然政府期望在2010年再生能源可達到總電力供應10％，但似乎還有很大發展空間。

台科大電機工程系教授陳在相表示，由於台灣缺乏研發大型風機的技術，反觀德國、丹麥、荷蘭，在80年代，已看到綠能潛力，在政府政策獎勵下，廠商投入大筆資金設備開發，風力發電已占總發電量兩成，甚至可以將大型風機設備、技術賣給其他國家，商機無窮。

陳在相補充，台灣購買國外大型風機，不一定適合台灣當地氣候，常導致故障，加上維修困難，就「當機」在那；又因台灣每年有颱風，讓風機更易受損，並不是風大就適合發展風力發電，需要風力穩定、風時長的場地才合適。

台科大電子系教授羅有綱說，台灣因地形關係，能裝置風力發電位置有限，且「所有可放置風電機的土地，幾乎都插滿了」，加上風力發電運轉時會有噪音，不太適合離住居太近。

上文↑《颱風多 平地少 台灣風力難來電》源自【20091109聯合報aa3新聞中的科學】

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