離岸風電原理、政策、離岸風機基礎結構、組裝過程懶人包

2019.08.19 03:10PM
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離岸風電是什麼?為了減少對環境的傷害,再生能源已成為趨勢之一,不少國家投入大量人力開發,希望讓再生能源成為主要的供給能源。離岸風力發電是近期熱門討論的話題,目前台灣也有離岸風電場的規劃相關政策,本篇介紹離岸風電的基礎原理、結構、以及優點缺點等等,希望讓更多人對離岸風電有基礎的了解。

離岸風力的優勢:減少耗損與空間利用

離岸風電屬於風力發電的一種,其運作原理和一般風力發電差不多,是透過風機內部的馬達轉動,將電力匯集後傳達到用電場所。基本的風力發電是將風機架設在陸地上,稱為「陸域風力」,而「離岸風力」顧名思義,就是將風機架設在海上。一般而言,離岸風力發電場的建置困難度遠超過陸域風場,但離岸風力的發電量較高,且空間資源也較為豐富,還能夠能降低對附近居民的影響,是為優勢所在。

▲雖然陸域風機的架設困難度低、價格也較便宜,但離岸風力減少了發電廠的陸地空間限制,海上也擁有較豐沛的風力資源。(圖片來源:新北旅遊-風車公園

離岸風機結構包含風機本體與水下支撐

因為完全在海上進行,離岸風場的架設相當困難,不僅需要仰賴專門的船隻進行組裝,船隻器具的操控也需要專門的技術。如果單看離岸風機,離岸風機的結構分為機艙、輪軸、葉片、塔架、平台及水下支撐基礎結構,而在建置時,需要先將安裝船固定在海上,接著將風機的水下結構鑽入海床深處,之後再進行上半部的安裝流程。根據資料顯示,離岸風機的單邊扇葉長度比一台A380噴射機(全世界最大的噴射客機)的翼展還長,巨大的扇葉憑藉海上吊車組裝,後續調整也需要依賴的技術人員協助。

▲離岸風場不只有離岸風機,包括海底電纜、海上變電站、海底基樁等等都需要完善的建設。(圖片來源:離岸風電知識網


▲離岸風機建構影片。

離岸風電缺點:海洋生態、漁業破壞與高額成本

雖然風力發電減少了非再生能源對環境的汙染,但離岸風電的架設也同時對海洋、鳥類生態、以及漁業產生莫大的傷害。風機架設與維護成本也是爭議之一,颱風、地震等天然災害都有可能影響風機的運行。在部分國家,離岸風電將成為再生能源的重要角色,不過台灣的再生能源到底能不能完全取代非再生能源,還需要經過多方評估。

台灣離岸風電政策:先示範、次潛力、後區塊3階段

國際工程顧問公司4C Offshore將台灣西部海域評定為全世界最優良的海上風場,而目前台灣離岸風電的政策規劃為「先示範、次潛力、後區塊」,並已在2017年完成首批2部示範風電機組,預計在2019年底完成首座離岸封場,約可提供11萬戶家庭用電。不過,台灣在得天獨厚的海上風場之外,也要面對鹽風、高溫、高濕等氣候困境,而其他漁業補償、航道規劃、電費計算等配套措施,尚需要各方持續協調。(可參考此文章介紹:面對風電困局,我們仍然缺乏「整體」的政策思維)

▲離岸風機的架設需要由專門的船隻進行,圖為2016年上緯公司在台架設最初2架離岸風機時租借的船隻「托本號」。(圖片來源:上緯

目前離岸風力發展成熟的國家以歐洲為主,英國、德國、丹麥都有完善的離岸風場,而荷蘭自2016年起展開為期5年、經費1500萬歐元的離岸風機生態計畫「Wozep」,希望能藉由假設模型的研究方式,調整風機運行模式,盡可能將生物所受到的衝擊維持在可控制的範圍之內。至於台灣是否能夠順利發展離岸風電,除了政策推行之外,也需要與民間溝通,才能達成多方共贏的局勢。

 

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