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有關風力發電,你一定要知道的十件事

105/12/21 瀏覽次數 54082
風力發電。風力發電。
 
全球風能協會於今年2月指出,全球風力發電去年增加了17%,總發電量首度超越了核能發電量。此極高的成長率讓人不得不注意一下這個風能究竟有什麼樣的吸引力,讓全世界競相投入開發設置。

這些在台灣的西部沿岸也可以看到的,高高聳立的風力發電機組,你知道他們到底有多大、多高嗎?根據統計國外最新的統計,現在大型風力機葉片的旋轉直徑(就是前面的扇葉掃過的範圍),在2014年平均將近100公尺,比起15年前的1999年要多出108%,當時才只有50公尺不到。
 
而這將近100公尺的旋轉直徑代表什麼?這可是比一架波音747客機(74公尺)還要長,也已經超過自由女神像手上的那支充滿熱情的火把(93公尺)了。而這還不包含那一根又長又高像煙囪一樣的塔架。如果把塔架也加進來,目前丹麥的風力機系統製造商維斯塔斯(Vestas)所推出的8百萬瓦(8MW)風力機,總高度達到220公尺,直逼艾菲爾鐵塔!
 
更厲害的是,根據美國研究單位聖迪亞國家實驗室(Sandia National Laboratories)的最新研究指出,未來可能有機會看到超過200公尺長的葉片,加上塔架超過500公尺的高度(台北101大樓高度502.8公尺),滿載發電量為5千萬瓦(50MW),單單一部機組就可供應超過3萬戶的一般家庭使用,不得不說很神奇!
 
風力發電機與全球知名地標的高度比較(圖片來源:(Craig Morris, http://www.renewablesinternational.net)風力發電機與全球知名地標的高度比較(圖片來源:Craig Morris)
 
究竟風力發電機在全世界以及在台灣還有什麼有趣且驚人的事實,就讓下面的幾件事情來告訴你。
 
1. 人類使用風的力量來做事情,已經有超過4千年的歷史。從過去我們習知的風車,用來搗碎稻穀或是用來打水。現在則是用來發電,創造更多更有用的價值。

2. 現代大型風力機可不簡單,就像是一部汽車一樣,非常複雜。包含葉片系統、傳動系統、電力系統、控制系統等次系統,整合搭配後才能穩定有效率的發電,內部元件總數量超過8千個。
 
3. 全球瘋風能。到去年(2015年)底為止,全世界風力發電裝置容量已經達到4320億瓦(432GW),過去一年就增加了630億瓦(63GW)。這等同於目前台灣常看到的單機機組容量2百萬瓦(2MW)的31,500倍,也等同於大約11座的台中火力發電廠(每座58億瓦(5.8GW))。大家可以想像有3萬多架風力機組擺在一起的壯觀景象。另外再進一步想像,如果這些機組換成11座火力發電廠,一起排放二氧化碳的景象。熟優熟劣,可想而知。

4. 風力發電技術相對成熟,在很多國家已經變成一項穩定的電力來源。在2015年,丹麥的風力發電量占了全國用電量的42%。透過歐洲大陸的電網互聯功能,更可以互通有無,進行風電的買賣。丹麥在2016年3月8日創下紀錄,整整連續24小時,國內的電力來源都是靠風力發電,多出來的40%電力還可以賣到鄰近的德國、瑞典與挪威。

5. 台灣的風力資源豐富,全世界數一數二的風場(平均風速越高,整體發電量越多)就在台灣海峽,保守估計約有300億瓦(30GW)的海上風能可以開發,等同23座的第一核能發電廠(12億6千萬瓦(1.26GW)),或是5座台中火力發電廠。若可以取代,不僅減少大量二氧化碳排放,也排除了使用核能的風險與核廢料存放的問題。

6. 台灣裝了多少風力發電?目前有超過320架大型風力發電機組,總發電容量超過6億4千萬瓦(640MW),但還不到全國發電量的1%。目前規劃在2030年達到超過1000架風力機,容量52億瓦(5.2GW)的目標。政府與廠商正積極的推動開發中,可望在未來十幾年內看到蓬勃發展的台灣風電業。

7. 風力發電並不是昂貴的再生能源!在2009年時,陸上的風力發電就已經很便宜,平均1度電約2.2元新台幣。到了2015年,平均一度電更接近1.5元新台幣,已經很接近目前的火力發電成本了。若是把風力發電的減碳效益考量進去,肯定是比火力發電還要有競爭力。
 
說了這麼多厲害的資訊。但其實,風力發電還是有讓人憂心的地方。讓我們繼續看下去:
 
8. 風力發電不穩定,也無法控制。在台灣,夏天沒有風的時候,再高再大也沒辦法轉動起來發電,這時候感覺有點英雄無用武之地啊!諷刺的是,反而在東北季風帶來的強勁風勢下,這時候用電量需求相對較小,卻提供了非常多的發電量。很無奈,大自然的風可不是我們可以控制它的,說來就來、說走就走。這是風力發電第一個致命傷。

9. 風越大越好嗎?其實風太大也不行。風力強大的時候,力量不可小覷,硬是想發電反而可能導致設備損壞。因此你可以看到,風大的時候或是颱風天的時候,通常超過每秒25公尺的速度,那些大風扇其實是不敢轉,乖乖站著不動的。真要不小心動起來,那可不是說著玩的,很多風力機的倒塌案例也證明了強風下亂動是沒有好下場的。這是第二個無法承受之重的缺點。

10. 風力發電讓人生病?聽說住在風力發電機附近的人,會得到一種風機症候群的病兆(wind turbine syndrome)。無論是由於風力機運轉時發出的過大噪音、持續旋轉中隱含的低頻噪音(聽不到神經卻感受的到)、咻咻咻的風切聲、或是因為太陽照射而不斷旋轉的陰影,對於附近居住者或多或少產生了影響。雖然各國法規都有規定限制機組固定範圍或條件下不能設置風力機組,但即使如此似乎還是對某些人造成了困擾。這個現象目前尚無定論,正反兩方各執一詞。

11. 風力發電對飛禽生態造成影響?有些人因為鳥類被風力機葉片掃到或是撞到葉片塔架死亡而反對風力機的設置。但其實從很多數據來看,鳥類的最大敵人其實是貓還有建築結構,像是電線、建築物窗戶、殺蟲劑、車輛等,這些每年都各造成幾千萬到幾億隻的鳥類死亡。而風力機造成的傷害遠低於這些,僅僅是幾萬隻的範圍。似乎要躲開風力機比起其他的威脅要來的容易多了。
 
說好是10件,卻說了11件事情。其實還有更多的呢!像是風力發電是否只能夠是三個葉片的風車形狀,是否還有更具效率更好的設計呢?就讓大家來發掘,一起認識更多的再生能源知識吧。
資料來源
  • 科技部補助「工程技術與社會風險之新媒體溝通」執行團隊撰稿
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