海洋科技季刊
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『海洋能源專輯』
目  錄 封面
「海洋能源」專輯序言
台電公司離岸風電開發規劃
海洋溫差發電技術發展
台灣海洋能源發展政策
全球波浪能源發電發展現況
離岸型風力發電機葉片設計之研究
海流發電之靜態發電模組化結構設計
海床應答器佈放位置之探討
水下作業能力的演進與海洋能源開發關係
海洋及水下科技季刊九十八年度第十九卷第二期封面

「海洋能源」 專輯序言
(第十九卷第二期-序言)
摘要

 全球化石能源有限、燃料購置成本逐年高漲,促使人類加速對再生能源的開發。對於長期倚賴外來能源、擁有1448公里海岸線的我國而言,源源不絕、潔淨永續之海洋能源的開發,是未來再生能源的主流。

 本期以“海洋能源”為專刊主題,除了有劉復光先生從科普教育觀點,介紹“水下作業能力的演進與海洋能源開發”關係外,並邀請學者專家針對海洋溫差能、波浪能、海流能、離岸風力發電科技與海洋能源開發策略,提出以下專業介紹:

 王端正、胡克鴻、與陳啟明先生介紹國外離岸風力發電海上施工之狀況;我國離岸風力發電所遭遇之課題;以及台電公司離岸風力發電之發展目標與規劃。

 郭啟榮工程師介紹海洋溫差發電技術中,封閉式循環和開放式循環動力系統的差異性、以及海洋溫差電廠之建廠技術和經濟效益。

 李君禮與張文綺兩位先生就台灣海洋能源發展政策提出介紹,包括能源局規劃2025年達到200 MW累計裝置容量目標;以及近程、中程、遠程發展策略。

 顏厥正、王大維、與顏志偉三位先生則介紹波浪發電技術、全球波浪能源發電的發展現況;分析評估我國波浪能源潛能;並介紹我國現有波浪發電計畫。

 李雅榮、林銘崇、郭真祥、王昭男、江茂雄、與蔡進發教授以及詹育禔先生介紹離岸型水平軸風力發電機葉片之設計考量與分析技術,以及風力發電機的其他技術層面:風田波流場、幾何設計與氣動力學性能、空氣動力噪音、機電控制、與線上營運等。

 郭見隆副教授則介紹靜態式海流發電設計技術。透過有限元素分析方法評估漏磁通及磁迴路的實際分佈,以獲得最佳的發電模組配置方式、提升發電效益。

 邱瑞焜助理研究員等從海洋災防觀點,探討台灣西南海域適合佈放海床應答器的位置,以有效監測海底板塊位移現象。

 希望藉由本期以上有關海洋能源科技發展與規劃之介紹,讓學術界與業界進一步認識國內發展現況,促進產業與學術界之合作。

作者:顏志偉/工研院能源與環境研究所技術組 組長

   吳景凱/國立高雄海洋科技大學輪機工程系 副教授   


台電公司離岸風電開發規劃
(第十九卷第二期-海洋能源)
摘要

 本文針對台電公司目前規劃離岸風力發電之過程與進展予以綜整說明。首先說明台電公司進行離岸風力發電規劃之緣由以及規劃之範圍,分析我國具備離岸風力發電潛力之地區與政府開發再生能源之目標。再進一步說明我國目前陸上風力發電開發之情況,與國外離岸風力發電海上施工之狀況,以及目前我國離岸風力發電所遭遇之問題。最後根據全球開發離岸風力發電之趨勢及前述背景,分析台電公司離岸風力發電之規劃。

 

關鍵字:風力發電、離岸


作者:王端正/台電公司電源開發處新能源組 組長

   胡克鴻/ 台電公司電源開發處新能源組 課長

   陳啟明/中興工程顧問股份有限公司 工程師


海洋溫差發電技術發展
(第十九卷第二期-海洋能源)
摘要

 海洋溫差發電係利用熱機循環動力系統將表層海水和深層海水間的溫差能轉換為電力。若表層海水和深層海水間的溫差超過20℃,就具備發展潛力。海洋溫差發電無須使用燃料,不排放二氧化碳;而且,溫差量隨季節僅有些微變動,可全年全日發電,作為基載電力。海洋溫差能屬於再生能源,蘊藏量豐富,以台灣東部離岸30公里海域為例,海洋溫差發電量就達460TWh/年,有效開發和利用可強化台灣電力供給和電力安全。依據熱機循環迴路特性,海洋溫差發電可分為封閉式循環或開放式動力系統;依據電廠型態可分為岸基式、浮式或遊牧式電廠。就工作流體特性和熱力性能,本文闡述封閉式循環和開放式循環動力系統差異性,並就電廠型態分析、比較海洋溫差電廠建廠技術和經濟效益。化石燃料終將磬竭,再生能源躍上能源舞台,海洋溫差發電挾其豐富潛能、連續發電等優勢,蓄勢待發、發展潛力雄厚;因應未來能源需求和利用趨勢,本文以技術領先為策略,創造引領全球海洋溫差發電產業為目標,建議台灣海洋溫差發電技術策略和發展藍圖。


作者:郭啟榮/工業技術研究院能源與環境研究所工程師   


台灣海洋能源發展政策
(第十九卷第二期-海洋能源)
摘要
 再生能源為目前各國最迫切的能源替代方案,除了風力、生質能、氫能等等以外,海洋能源亦是另一極龐大而不可忽視之再生能源,對於長期倚賴外來能源的我國而言,龐大的海洋無異是我國最珍貴的能源資產,期望藉由海洋能源之開發,提供源源不絕、潔淨永續的綠色能源。

 台灣四面環海,海岸線長達1448公里,蘊藏之海洋能量不容忽視,自2005年起國內已針對台灣周圍海域之海洋能潛能進行調查與評估,發現無論是海流能、波浪能或海洋溫差能,均具有可開發利用之潛能。近年來在能源相關會議中,海洋能已成為被重視之議題,全國能源會議結論、產業科技策略會議結論及能源科技研究發展白皮書中,也均對台灣海洋能源發展有著明確的規劃與期許。在海洋能推動目標上,能源局規劃2025年達到200MW累計裝置容量目標,同時能源局也展開海洋能相關研發計畫,規劃於近程建立技術能量,中程完成先導型電廠建立,遠程進行大型電廠開發,循序漸進穩健開發海洋能,一步步朝向海洋能源開發利用前進。

關鍵字:海洋能、波浪發電、溫差發電、海流發電


作者:李君禮/經濟部能源局 專門委員

   張文綺/工業技術研究院 副研究員


全球波浪能源發電發展現況
(第十九卷第二期-海洋能源)
摘要

 自古以來人類已經知道風吹浪起的現象,俗語說「無風不起浪」,這正說明了風吹造成波浪的事實。北半球及南半球緯度40度之西海岸是世界上最高的波浪能集中海域,此區域為西風帶,造成各大洋之西海岸均有介於30至70kW/m之間較高之波浪潛能。我國地處亞熱帶區域,夏季除颱風期間外風力不大,而冬季雖有長時間的東北季風吹送,但整體平均後,在離岸最近波能最大的龍洞附近海域波浪能量只有屬於中低波能的16-19 kW/m。工業技術研究院能源與環境研究所自97年5月起工研院執行三年期的海洋能源發電系統評估與測試計畫,其中在波浪發電發展方面除分析評估我國波浪能源潛能外,並針對全球各種波浪發電裝置進行技術評估,並將在剩餘的兩年計畫中進行波浪發電裝置的初步開發及進行水槽測試。綜合97年度及先前在波浪發電方面的研究成果,本文從波浪潛能、波浪發電技術、現有波浪發電計畫、國際間波浪發電發展補助、及我國波浪發電發展探討等方面,介紹全球波浪能源發電的發展現況。

 

關鍵字:波浪能、波浪發電、再生能源


作者:顏厥正/工業技術研究院 研究員

   王大維/工業技術研究院 工程師

   顏志偉/工業技術研究院 研究員兼資源技術組組長


離岸型風力發電機葉片設計之研究
(第十九卷第二期-海洋能源)
摘要

 隨著傳統能源的短缺及世界各國均積極投入替代性新能源的發展,台灣政府亦規劃以風力發電為發展替代性能源之重點項目,然對於國外已發展20~30年成熟風力機技術的國家而言,國內廠商欲切入風能市場有一定的難度,為此本研究以總計畫為核心統整六個子計畫,包含風田波流場分析、幾何設計與氣動力學性能分析之研究、空氣動力噪音之研究、機電控制系統之研究、FRP葉片力學特性之研究以及智慧型線上營運系統iWind之開發與驗證,期能藉由學術研發探索此一前瞻且實用之主題,以供國內業界今後發展離岸型風力發電機之基礎。

關鍵詞:離岸型風力發電機,葉片


作者:李雅榮、林銘崇、郭真祥、王昭男、江茂雄、蔡進發、詹育褆

   /國立台灣大學工程科學及海洋工程學系


海流發電之靜態發電模組化結構設計
(第十九卷第二期-海洋能源)
摘要

 本文主要目的在於研製靜態式海流發電模組。傳統動態發電裝置是以轉子轉動切割磁場進而產生應電勢,而靜態式海流發電只需將發電模組置於海流之中,即可利用海水中離子與磁場的作用產生應電勢。磁性模組由現有的磁鐵與矽鋼做出多種組合,利用FEMLAB有限元素軟體來模擬磁場大小及分佈狀況,評估漏磁通及磁迴路的實際分佈,獲得最佳的發電模組配置方式,藉以提升整體的發電效益。

關鍵詞:靜態海流發電、發電模組、帶電離子、有限元素

 

作者:郭見隆/國立高雄第一科技大學機械與自動化工程系 副教授   

↑回目錄

 

海床應答器佈放位置之探討
(第十九卷第二期-海洋科技)
摘要

 海床應答器是海底板塊位移監測的利器,其在三維空間的定位,在技術上已經可以克服大部分的問題,偵測出每年數公分的位移量。而在佈放位置的選擇上,由於過去國內研究單位著重在設備的研發,所以比較少人探討。本文藉由分析國外案例,再從地體構造、海底地形、沉積作用等方面,以海洋災防研究的觀點,來探討台灣西南海域適合佈放海床應答器的位置。

 

關鍵詞:海床應答器、台灣西南海域、海洋災防研究


作者:邱瑞焜/國家實驗研究院台灣海洋科技研究中心 助理研究員

   吳書�琚�國家實驗研究院台灣海洋科技研究中心 研究助理

   黃少薇/國立台灣大學海洋研究所 博士候選人

水下作業能力的演進與海洋能源開發關係
(第十九卷第二期-海洋科普教育)
摘要
 海洋科普教育,是近來政府大力提倡的方針,尤其是生長在台灣的居民,高山聳立,四面環海,位於歐亞及菲律賓板塊擠壓交接處,海洋景觀奇特豐富而有變化,海底更是色彩繽紛的寶庫,我們應形珍惜我們所擁有的海洋資源,學著去認識瞭解它、進而去保護照顧它,如能力許可的話,有限度的管理及開發都是我們將努力的方向。當我們對海洋不再陌生,從水面活動參與走向水下或是更深的海底世界,我們將會認清到人們是多麼渺小,該以謙虛態度面對海洋,不再傲慢地對待我們海洋環境,學著珍惜愛護這寶貴的資產。

作者:劉復光/旭海文化事業公司 董事長


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