愛河上可以蓋風機嗎? 你所不知的「浮動式風機」 讓專家來解答 | 環境資訊中心

愛河上可以蓋風機嗎? 你所不知的「浮動式風機」 讓專家來解答

2019年12月04日
環境資訊中心記者 陳文姿報導

離岸風電發展更進一步,在固定式風機成為新聞焦點的同時,台灣從未有過的「浮動式」風機,正摩拳擦掌等著入場。不過對於這項來自歐洲的陌生技術,也令人引發聯想。

今年10月能源週會場上,離岸風電商舉辨線上QA徵詢,網友詢問「以歐洲浮式風機的技術,協助高雄市政府在高雄港或是愛河建置浮式愛情摩鐵輪的可行性」一題雖未獲選,考量民眾對這項技術仍有許多疑問,我們特地請教以浮動式風機為主力的離岸風電商歐風能源(EOLFI)總經理鍾弘錦,詳細介紹什麼是「浮動式」風機以及相關的疑難雜症。

浮動式離岸風機適用海床較深的地區,成為未來趨勢。圖片來源:經濟部技術處。資料來源:NREL、工研院產科國際所ITIS研究團隊整理。

浮動式離岸風機適用海床較深的地區,成為未來趨勢。圖片來源:經濟部技術處。資料來源:NREL、工研院產科國際所ITIS研究團隊整理。

浮動式風機會不會「隨波逐流」?

鍾:除了控制系統,浮動式風機採用的風機型式跟一般風機沒有兩樣,差別是固定式風機是以水下基礎固定在海床裡,浮動式風機下面有浮台,浮台會依條件需求裝設數條纜線,固定在海床裡。風浪大或海流快時,浮台會有小幅度移動,因此浮動式風機的間距會比固定式風機多一點,但差異不大。

浮台是用什麼做的?為什麼可以撐起風機?

鍾:浮動式風機的浮台的材料是以鋼板或是鋼筋混凝土所構成,重量很重,卻能在海上漂浮,在於內部是中空的。更細緻的說,內部結構類似船艙,有一格一格的小空間,如有幾個小隔間損害進水,不至於完全沉沒。

浮台長什麼樣子?浮台有多大?

鍾:浮台的設計與氣象、海流有關,通常是一個三角形或四角形的立方體結構,大小會因風機規格與海象及氣象條件而異。浮筒式浮台(只有一隻腳),主要是用於歐陸內海等風平浪靜的地方。

浮動式風機怕颱風嗎?

鍾:風機的部分,風太大的時候可以將葉片固定,避免被颱風吹壞,這一點與固定式風機是一樣的。

風機支架是圓桶細長直立結構,承受的側風相對小,所受到的風力都會由浮台來承擔。浮動式風機的設計允許更大度數的偏斜,以增加發電能量。這些在設計階段就必須納入考量。蘇格蘭外海已經有多年的經驗。

浮動式風機怕地震嗎?

鍾:地震的影響有二,一是海嘯、二是土壤液化。海嘯的形成受到地形影響,岸邊較明顯。對深海的風機來說,實質影響就是海浪變高。

土壤液化是指劇烈震動下,土壤結構趨向緊密,建築物因而下沉。對浮動式風機來說,這會讓埋在海床裡的錨更往下沉。下沉的深度有限,不會讓風機沉入海,讓浮台的拉線更緊。

浮動式風機也要下錨,跟固定式風機一樣有打樁噪音嗎?

鍾:浮動式風機的錨不是承受重力用,目的是讓風機定位。錨在海床底下的深度僅數公尺深,與固定式風機的水下基礎差異很大。

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浮動式風機的水下基礎形式。圖片來源:2017年歐風能源環評簡報。

聽說浮動式風機比較貴,這樣有競爭力嗎?

鍾:目前的單樁式水下基礎大約只能用在到20幾米水深的地方,在35-40米深就要使用套筒式(jacket)水下基礎。水淺的地方(例如<35米深)使用浮動式風機,確實會比較貴。但在水深的地方想靠大量的基樁支撐風機,固定式風機的成本就會變得很高。

越外海的地方風力越穩定、也越強。浮動式風機可以建置在外海水深處,以成本除以全年可以發的電力度數,每發電度數的成本未必會輸過固定式風機。這是歐洲的競標機制下,浮動式風機仍能勝出的理由。

浮動式風機平台的安裝。圖片來源:2017年歐風能源環評簡報。

最後⋯⋯愛河上可不可以蓋風機?

鍾:對廠商來說,「可不可以蓋」要評估的是成本與回收。以愛河的條件(註:愛河河道最寬124公尺,河口水深3公尺),只能蓋小規模風機,加上風力不強,可發的風電有限。因此,即便技術可行,但是投資成本難以回收,業者並不會考慮在愛河上蓋浮動式風機。若僅考量景觀而非純發電經濟效益,則另當別論,迷你型風機比較可行。