颱風季將至 離岸風機迎挑戰 氣象局推估台灣海峽50年迴歸極限風速 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

颱風季將至 離岸風機迎挑戰 氣象局推估台灣海峽50年迴歸極限風速

2019年06月12日
環境資訊中心記者 陳文姿報導

「離岸風機會不會颱風一來就被吹壞、吹倒啊!」一架離岸風機動輒超過10億元,一旦毀損,開發商和擔保銀行都將承受巨大損失。雖然開發商都會在風場附近設立氣象觀測站或觀測儀器,但僅有二年的海上觀測資料,能確保安然度過未來20年營運期遭遇的颱風風險嗎?  

為掌握離岸風機可能遭遇的強烈颱風,中央氣象局利用歷史颱風模擬資料及分析模式,得出彰濱外海的風力發電機至少須具備每秒60公尺的耐風能力,其餘地區的風電場址則需達每秒55公尺。面對台灣海峽的颱風風險,離岸風電業者準備好因應極限風速挑戰了嗎?wpd達德、海龍、沃旭等離岸風電開發商接受本報訪問,來看看他們怎麼說。

離岸風電如何度過颱風風險?氣象局推估外海50年迴歸的極限風速。資料來源:氣象局

離岸風電如何度過颱風風險?氣象局推估外海50年迴歸的極限風速。資料來源:氣象局

確保風機耐風力 模式模擬+實地觀測數據出爐

為確保風場營運收益與安全,氣象局氣象科技研究中心研究員鄧仁星解釋,離岸風電業者在建置前就會在風場設置氣象觀測儀器。不過,觀測資料只有二到三年,未必會遇到颱風。為推估風場50年迴歸的極限風速,需要仰賴其他測站的歷史資料,以及能因應台灣地形影響的模式推估。

目前國際採用的推估方法大致分兩種,一為參考鄰近長期的氣象站資料進行推估(例如WAsP軟體);另一則是利用歷史熱帶氣旋路徑、半徑與風速資料推估的「Holland model」。

鄧仁星說,位在苗栗外海、建置中的上緯海洋風電(Formosa I)主要採第一種方法(WAsP)。由於該風場氣象觀測塔資料僅約二年,需要參考附近建置比較久的氣象觀測站資料,再利用該站的歷史資料推算出風場50年的極限風速。但這個方法也有限制,離岸較遠風場通常很難找到「鄰近」且相關性好的測站資料。

為瞭解台灣周遭風場可能遭逢的極限風速,氣象局採用的是氣象模式模擬法。鄧仁星解釋,這是模擬1990年到2009年54個發布陸上警報的颱風案例,再搭配氣象觀測站資料比對,所得到的推估值。

推估結果顯示,台灣海峽上10公尺高處的極端風速達每秒35-45公尺,在100公尺高度處(約風機輪轂的高度)則是40-60公尺,接近陸地的區域極端風速值會較低。以離岸風場來說,彰濱外海風場的風力發電機耐風能力需達每秒60公尺,其餘地區的風電場址則達每秒55公尺。

鄧仁星說,模式分析結果與實際測站觀測數值相近,顯示該組氣象模式模擬資料的可性度頗佳,搭配業者在風場掌握到實地的觀測資料會更精準。這項結果不僅有助於業者更精準的掌握營運20年風機應具備的耐風能力,對銀行擔保也有助益。

2005 年強烈颱風龍王經過台灣後減弱為中度颱風。資料來源:氣象局

2005 年強烈颱風龍王經過台灣後減弱為中度颱風。資料來源:氣象局

業者有備而來  風機耐風等級達每秒55公尺以上

風場位置相對近岸、擁有允能、麗威兩座離岸風場的達德能源(wpd)表示,風場設計時已經納入颱風因素,整架風機的耐風等級超過每秒55公尺。另外,為了保護風機不因風速過快而毀損,風速超過每秒25公尺會進行停機作業。

風場位在彰化外海的海龍風電則說明,他們的風機可在每秒57公尺的10分鐘平均風速下生存,並承擔每秒80公尺的3秒鐘瞬間陣風。風機保護機制則視機種不同,會在每秒28或31公尺時進行預防性停機。

另一風場位在彰化外海的沃旭能源解釋,經濟部標檢局正在草擬制定離岸風電相關專案認證標準及規範,裡面也包含了抗颱風機規格及相關規範,預期該規格會依據IEC設計Class T級 (可承受風力10分鐘平均風速57公尺/秒)。沃旭的風機供應商西門子歌美颯也參與該規格的討論,將在規範擬定後提出風機規格。未來抗颱風機規格將由供應商確認,常見的風機切出風速(即強風下停機的保護機制)通常落在10分鐘平均風速25公尺/秒左右。

※ 原載於「擁抱低碳世」網站