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海上超大离岸风机已经发展到底有多快?

导读: 海面上的超大型离岸风电机组,是抵御气候变迁和提高能源自主的玛利亚之墙吗?

  海面上的超大型离岸风电机组,是抵御气候变迁和提高能源自主的玛利亚之墙吗?

  本文由第二期能源国家型科技计划(NEP-II)能源政策之桥接及沟通小组赞助,泛科学策划执行。

海上超大离岸风机已经发展到底有多快?

  从千年前的风车磨坊,到今日海边偶尔可见的风力发电机。使用风力是个历史悠久且成熟的能量来源。而因应气候变迁的减碳需求,风力发电在发电过程中不排碳;建置完成后,又能自给自足不需仰赖进口,能降低国家对外的能源依赖程度。在未来几年内,风力发电必然是个需要积极开发的能源选项。

  然而,风力发电因为利用风的能量,除了会有因风速影响而有不稳定的问题外,单一风机的功率也不高,需要建置多架风机才能对全国或较大区域的用电量有所帮助。

海上超大离岸风机已经发展到底有多快?

  风机高度示意图

  伫立海中的超大型风车

  离岸风机原理很直观,实作略麻烦。目前的技术是利用深度在60m以内的海床,在海床上打入海底基桩,并在基桩上架设风机。同时也铺设海底电缆,并视状况来架设海上变电站与气象观测塔,最后将电缆连接回陆上变电站,并入陆上电网。

  由于设置于海域上,对于空间需求与邻避效应的压力大大降低,因此可以兴建更大的风扇来取得更多电力,也可以增加兴建高度以避开受到地面磨擦力而减弱的气流。就VestasV164风力发电机来说,他的风扇直径长达164公尺,单一叶片的长度,就与A380客机的翼宽79.8公尺接近[5](50米级超大型巨人表示:________),国际能源总署(IEA)更预估在2020年时,风机的直径将发展至252公尺。

海上超大离岸风机已经发展到底有多快?

  从离岸风机的开发架设流程来看,开发单位首先须针对可能开发的地点,进行1-5年的开发前调查,此阶段的调查需要研究当地的风能状况、地震与台风等自然条件,评估如鸟类迁徙等生态特色,以及水下噪音、施工质量等环境影响;以及因地制宜寻找或设计适宜技术与设备。

  当评估可行后,再进行为期1-2年的海床基桩、海底电缆铺设、风机与变电站安装施工。安装完成后的风机,还须持续提供如同汽车定期保养的「运维工程」,预计这些风机至少可使用20年。当然,当使用年限到了之后,这些离岸风机也需除役拆除,或是视情况重建或延役。

海上超大离岸风机已经发展到底有多快?

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