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臺灣的國家級綠能科技示範場域「沙崙智慧綠能科學城」,由哪些科學研究與關鍵技術組成?

111/03/31 瀏覽次數 1958
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沙崙智慧綠能科學城太陽能樹
圖片來源:沙崙智慧綠能科學城辦公室 Facebook
 

2020 年 8 月,臺南歸仁最新的一個巨大地標開始亮燈,也象徵了臺灣發展智慧綠能科技重要的里程碑。從臺南高鐵站就可以望見,有一顆比高鐵軌道還來得更高的樹型拔高聳然向天,樹幹由三組鋼柱互相纏繞而成,樹冠覆蓋著多達 156 片的太陽能板。而在其左近,還有兩隻高達 11.8公尺的巨型梅花鹿矗立在廣場草坪與建築物邊坡上,兩邊鹿角各裝設了三組風力發電機,被命名為「風之使者」。
這一組地標,除了乘著網紅打卡的風潮引起矚目,更標示著臺灣國家級的「沙崙智慧綠能科學城」的起點。
 

結合產業與學界,臺灣綠能科技發展中

隨著全球暖化的危機日益加重,臺灣「展綠、增氣、減煤、非核」的能源轉型勢在必行,其中 2025 年再生能源占比預計達到 20%,而臺灣驅動下世代產業成長的核心、為經濟成長注入新動能的「5+2產業創新計畫」亦將「綠能科技」列為重點項目。這樣的綠能科技發展需要結合產業與學界,並且實地進行展演測試,才能進一步成長茁壯。兼顧學術研發、技術測試、產業界接整合的需求,正是「沙崙智慧綠能科學城」的使命與任務。
沙崙智慧綠能科學城的佔地甚廣,包含核心區、商業區、產業研發專區、中央研究院南部院區及高鐵臺南站周邊生活住宅區等,仍持續建造與進行招商。


其中,有三個區塊組成的「核心區」,佔地約 22.32 公頃,可視為整個園區的中心地帶。以大臺南會展中心、聯合研究中心及綠能科技示範場域為主,其中聯合研究中心及綠能科技示範場域將著重於綠能科技研發與創新產品展示;大臺南會展中心提供產業交流互動平臺,期望在體驗示範場域中驗證新創技術與產品成效,並藉以開拓國際市場。
 

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沙崙智慧綠能科學城週邊全區圖,圖片來源:沙崙智慧綠能科學城官網

沙崙智慧綠能科學城在產學研合作方面廣邀各領域廠商以及合作夥伴進駐,並在此進行儲能、節能、系統整合或其它領域的研究與技術發展。
目前,全球汽車產業趨勢正逐漸朝電動車及智慧車網方向快速發展,配備比過去更加電子化,也增加更多電子零組件,因此電子零組件對於電磁干擾(Electro Magnetic Interference,EMI) 與電磁耐受性(Electro Magnetic Susceptibility,EMS)的測試,在車用零組件電路設計中變得更加重要。

而在沙崙智慧綠能科學城中,便有相關廠商進駐,進行電動車電子零組件電磁相容技術研發與測試。透過導線傳導或空氣輻射方式量測產品對外產生的電磁能量,並模擬外界電磁能量,經導線或空氣耦合等方式進行干擾產品的驗證測試。

另外,淨零碳排已是國際社會共識,目前也有許多致力於環境永續的廠商於沙崙智慧綠能科學城中專注於多元應用太陽光電系統驗證平台、太陽能廢模組自動化回收技術等,為綠電盡一份心力,也讓地球環境更加乾淨。
 

沙崙智慧綠能科學城助臺灣綠能技術研究發展

當今要提升能源自主、推動新興綠能產業有哪些技術研究需要發展?
現階段在短期產業推動上,著重於太陽能、風電、智慧新節能,以「節能」、「儲能」、「創能」及「系統整合」為四大主軸。而各研發項目無論是需要持續精進之研發、抑或是已接近產品化之創新技術內容,皆在沙崙智慧綠能科學城有茁壯發展的一席之地。

首先,科技部轄下之國研院所主導的「綠能科技聯合研究中心」負責持續精進各綠能技術項目的研發。除了創新科技研發、整合臺灣創能、節能、儲能、系統整合橋接之外,其工作內容包括加強與國際綠能研究機構的合作,如日本能源經濟研究所亞太能源研究中心、國際再生能源總署創新及科技中心(IRENA Innovation and Technology Centre)等單位。
除此之外,有關於綠能制度面的需求亦納入考量,針對綠色金融、科法智財等領域亦將建立中心培養相關人才;並擬建立再生能源認證制度,成立「亞洲再生能源憑證中心」。

以持續精進研發的主題來說,當今與太陽能相關的一個重要研究題材是發展異質結構太陽能板來完成高效率的發電。由於現階段矽晶太陽能板模組的發電效率已接近理論極限,且矽原料亦有缺乏之顧慮,因此,改採異質結構製作太陽能板,非常有潛力成為下一代炙手可熱的綠能技術。
而由工業技術研究院主導之「綠能科技示範場域」,其重點則在於展示近產品化的綠能研究成果,建立測試與驗證展示平台、示範各種生活化的生活環境。目前其核心展示的綠能科技包括「能源管理中心」,以階層式管理系統建置配電模擬測試平台,提供各類電網設備的測試,以協助解決現階段再生能源導入電網之瓶頸。

而由工研院綠能與環境研究所打造的「亞熱帶綠能建築技術研發測試平台 SPINLab」則著重於建築節能技術,可提供全面並準確的環境資料,包括室內外音、光、熱、氣、水、能源、空氣品質等,使各單位可以科學量測產品性能。最後,「綠能生活體驗社區」則作為國內優秀產品與技術的生活化展示空間,打造智慧化節能及能源管理技術的整合零耗能示範區。
 

綠能科技有望成下一座「護國神山」?

隨著極端氣候兵臨城下,先進各國持續勉力發展再生能源的使用,已有 128 個國家宣示要在 2050 年達到淨零碳排。然而,相較於傳統主要使用化石能源的供電系統,再生能源有許多特性會帶來許多挑戰。導入潔淨能源之後,如何管理、調度,如何將之與現有的電力系統做整合,甚至導入如火如荼發展中的儲能系統,將是應用綠能科技的一大挑戰。

不過,危機亦有可能是轉機,臺灣若能在綠能的技術中走出自己的路,將可望搶得下一個產業先機,甚至造就下一座「護國神山」。

現階段「沙崙智慧綠能科學城」的「綠能科技示範場域」已於 2018 年 12 月正式啟用,而「綠能科技聯合研究中心」仍持續建造中,並於 2017 年成立「綠能科技聯合研究聯盟」。臺灣未來的綠能發展,將持續萌芽、茁壯自陽光充足、研究資源豐富的「沙崙智慧綠能科學城」,也冀望這些先進的研究內容,能帶領全人類走向更友善生態、永續經營、資源不虞匱乏的未來。
 

資料來源
  1. 綠能科技產業推動方案
  2.  2016年能源產業技術白皮書 
  3.  沙崙智慧綠能科學城
  4.  前瞻基礎建設計畫—綠能建設 (行政院全球資訊網-重要政策)
  5.  綠能建設-科技部
  6.  沙崙綠能科技示範場域 
  7.  臺南市政府全球資訊網-台南沙崙智慧綠能科技示範場域今啟用 台灣綠能發展新里程碑
  8.  綠能科技產業創新推動方案進度及成果 (行政院全球資訊網-院會議案)
  9. 「綠能科技聯合研究聯盟」成立大會及交流茶會 | 國家實驗研究院 
  10.  Abdullah, M. F., & Hashim, A. M. (2019). Review and assessment of photovoltaic performance of graphene/Si heterojunction solar cells. Journal of Materials Science, 54(2), 911-948.
  11.  Hsiao, Y. J., Lu, C. H., Ji, L. W., Meen, T. H., Chen, Y. L., & Chi, H. P. (2014). Characterization of photovoltaics with In 2 S 3 nanoflakes/p-Si heterojunction. Nanoscale Research Letters, 9(1), 1-7.
     
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