能源新焦點

大風吹,電來了

撰文/台灣電力公司、科學人企劃製作
2020/06/18

能源新焦點

大風吹,電來了

撰文/台灣電力公司、科學人企劃製作
2020/06/18


人類很早就開始懂得運用風力,像荷蘭著名的風車是用風力推動石磨、研磨穀物,後來風力被運用在發電上,具不需燃料、不會汙染環境等優點。


像座大風車的風力機


風力發電機也稱為風力機,下方是塔架,上方是扇葉和機艙,艙內有發電機,按結構分成兩類,葉片轉動軸和風向垂直是「垂直軸式」,可接受來自任何方向的風;葉片轉動軸和風向平行是「水平軸式」,需透過儀器偵測風向並轉動機艙,才能讓葉片面對風向。


「垂直軸風力機」的體型通常較小,不受地形、環境限制,在都市、郊區或沿海等地都能設置,即使在有亂流和陣風的環境下,發電效果也很好,缺點是無法擷取大量風能。一般大規模風力發電多採「水平軸風力機」,且葉片尺寸愈大、擷取風能的能力愈好。隨科技發展,現在有的水平軸風力機高達180公尺以上,因此較受地形、環境限制,需設在風力足夠、空曠的場所。


擇風才轉動


一般來說,風速愈快、風力機發電效率愈高,但當風太大,發電機可能會過熱損壞,因此需設定啟動風速和停機風速,如一般風機之風速到每秒3~4公尺以上才啟動,風速達每秒25公尺以上就停止等。而每架風力機都可視為一個獨立的發電廠,設有遠端監控系統,方便工作人員在電腦上查看每架風力機的運作狀況。


臺灣的西部海岸是國際公認的優良風場,每年九月到隔年三月會吹強勁的東北季風,當東北季風經過臺灣海峽如漏斗般的狹窄地形,風速會增快、風力更強,很適合發展風力發電。目前臺灣在西海岸(包含澎湖)共有320架風力機,台電約有170架,其中的澎湖中屯風電場是全臺第一座風力發電的電廠,設置了8架風力機,配上海光天色,成為當地著名的旅遊景點!



從陸地往水域擴展


早期各國多在陸上架設風力機,但隨著設置的地點漸漸達到飽和,後來發展出另一種類型,在海上、湖泊等水域設置風力機,稱為「離岸式風力發電或離岸風電」。這種技術比在陸地架設困難許多!除了要在水底架設穩固的設施來支撐風力機,也要將產生的電力透過海上變電站收集、升壓後,由海底電纜送回陸上。


臺灣海峽海域的風力強勁穩定,也有相對較淺的海域,很適合發展離岸風電。台電預訂今年在彰化芳苑外海的「離岸風電一期」設置21架風力機的示範風場,同時也會陸續發展發電規模較大的潛力場址。未來,隨著潛力場址的增加,也能帶動風力機電等相關產業的發展。


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