綠能源

海洋能源系統

海洋能---溫差發電：海洋能類似太陽能，屬於再生能源的一種，而且不需要燃料，在太陽未消失之前，是取之不盡用之不竭的，較常見的分為幾項，包含：溫差、洋流、潮汐、波浪和鹽差等，能源運用最基礎的形式是電力，而各種海洋能中，以溫差發電最具實質意義與成效，它的運用是因為海洋表面在太陽照射下，和深海未受到光線照射的部份形成溫差，然後將儲存於表層海水中的太陽熱能轉換成電能的一種技術，海洋依照海水溫度對深度的變化可分為三層，分別為最上層的混合層，中間的斜溫層(溫躍層)及最下面的深水(海)層，在回歸線的附近，表層水溫約為23~28℃之間，至一千公尺已下降為4℃左右，即可造成19~24℃之間的溫差，而表面的混合層與深水層之間的溫差越大，其發電效率越高，且效率越大。一般而言，在赤道至南北緯30度之間的海域，也就是熱帶地區的海域，較適合執行海洋溫差發電。

海洋能---洋流發電：台灣東部有黑潮經過，海水上下層溫差可達20℃以上，很適合海洋溫差發電，只可惜雖有技術，卻因和其他國家相比成本高了一些，不具開發價值，經濟效益不大，而且溫差能的轉換效率只有火力發電的十分之一，但可以行洋流發電。現在的墨西哥灣洋流，有一台名叫「可里奧利里1號」的發電機從事洋流發電，每秒2.3公尺的洋流，竟可輸出八萬三千瓦的電力，墨西哥洋流是一股強勁且溫暖的洋流，與北大西洋洋流和加那利洋流共同作用後，可調節西歐與北歐的氣候，以墨西哥洋流的例子用在台灣外的黑潮上，利用黑潮行洋流發電，其經濟價值是相當可觀的，以每秒1公尺的流速，深度約海面下30公尺，且洋流情況非常穩定，初步估計的結果，光綠島附近的黑潮流就可達1至3GW的發電量，規模竟等同於3座核能發電廠的能量，而且不只綠島，台灣還有蘭嶼、花蓮、蘇澳等地方可以發展洋流發電，若技術允許，電力可供全島使用，且不會形成污染。台大應力所陳發林表示，黑潮的驅動力是大氣環流帶動海洋表面流動，加上地球自轉的「科氏力」加速，配合海床地形而形成的，其流量是亞馬遜河的100倍，密西西比河、長江的1000倍，台大黑潮發電研究團隊初步規劃未來在靠近上述四個地方的海域，在約一百平方公里的海域中布放海流渦輪機，讓台灣將洋流發電應用在現代科技中。

海洋能---潮汐發電：除了我國致力於發展海洋能以外，英國聲稱已正式進入了新的能源時代，且在北蘇格蘭建立了世界第一座渦輪式潮汐發電機SeaGen，和在愛丁堡的首座波浪發電站，發電總瓦數竟佔了英國所需電力的五分之一，潮汐為海水海位因地球自轉、日月引力、地形而週期性漲落的現象，潮汐發電就是利用漲潮或退潮來發電，與水力發電相似，利用每天潮流漲落的位能差產生電力，當漲潮時海水自外流入，推動水輪機產生動力發電，退潮時海水退回，再一次推動它來發電，一天有2次的漲退潮，發電的頻率也不會嫌少是可好利用的能源，且各國潮汐發電技術比較成熟，只可惜興建潮汐發電站的費用相當龐大，因為需要建造大型水壩，加上須選擇地點須具有強大水流流動的海灣，所以興建的難度相當高。

海洋能---波浪發電：波浪能就略為容易一點，波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能與勢能，波浪的能量與波高的平方，波浪的運動週期以及迎波面的寬度成正比，但是還是有些缺點存在的，因為波浪能是較不穩定的一種能源，有些地方波浪大，有些地方波浪小，所以地點變的很重要，其中浙江、福建、廣東、台灣沿海為波浪能豐富的地區。此外，利用波浪能的種類繁多，有關波浪能的專利超過千項，因此，波浪能的應用也成為了發明家的天堂。

一、使用核能發電的原因

1.能源危機日漸嚴重

台灣的自產能源缺乏，98%以上能源仰賴進口，為確保國家安全，必須分散能源種類以及分散進口地區，在這個原則下，我國採用水力、燃煤、燃油、燃氣、核能、風力、地熱、燃垃圾…等發電方式。就發電成本而言，核能是最有競爭力的發電方式。尤其近年煤、石油、天然氣等石化能源日漸枯竭、價格上漲，若非核能發電降低對國外石化能源的依賴，台灣的景氣更難維持。

核一廠也是因為當時的燃料進口來源地－中東地區局勢長期不穩定，為確保能源穩定供應以及更大的發電量以支持發展中的台灣，決定建核能發電廠來因應需要。

2. 全球環保議題轉向溫室效應

台灣四面環海，地理位置極佳，風能資源豐富舉世公認，尤其西部沿海與澎湖地區，由於中央山脈與福建武夷山脈間之地形效應，冬季東北季風與夏季西南季風特別旺盛，提供發展風力發電之有利條件。

由於全球1979年能源危機，我國政府自1980年起即開始投入風力發電相關技術研究，由能源局前身能源委員會委託工研院陸續開發完成4 kW、15 kW與150 kW風力發電機，但1980年代末期能源危機解除後便停止開發工作。值得一提的是，全球第一大風力機製造商丹麥Vestas公司亦於1979年開始銷售第一部目前慣用的水平三葉片式風力機。及至2000年，經濟部能源局更為積極地推動陸域風電開發應用，公布了「風力發電示範系統設置補助辦法」，由台灣電力、台朔重工，以及正隆公司，分別在澎湖、雲林和新竹，設置了三個風力發電系統，總容量為8.64 MW。由於陸域風電示範案之成功，加上政府於2004年開放民營電廠，德商英華威公司在2006年於苗栗設立首個50 MW風力發電廠，從此開啟國內風力發電設置風潮。統計至去(2012)年12月底，我國陸域完工建置共28座風場，總計314部機組，累計總裝置容量為621.05 MW。此亦顯示近年來政府為促使台灣加速邁向低碳國家之列所推動的相關措施，已逐漸展現成效。圖1為目前台灣所設置之風場位置圖。

隨著全球風力發電市場快速成長，台灣廠商開始投入風力發電產業。工研院在經濟部能源局之支持下，已協助台朔重工的2 MW齒輪箱通過GL國際認證、先進複材的葉片通過GL維修認證、以及東元電機開發完成我國第一款2 MW級大型風力發電機組，並已通過國際認證與低電壓穿越(LVRT)測試，在在顯示台灣具有大型風力發電機供應能力。另外，我國有超過20家廠商投入中小型風力發電機系統之開發，產品已銷往全球各地，我國由材料、零組件、系統、應用，上中下游產業供應鏈已逐漸完備。

台灣目前風力發電的發展問題

台灣地狹人稠，土地約2/3為山坡地，由於地形因素，風能資源主要沿著西部海岸與澎湖地區，故迄今已設置風力機主要集中設置於西部沿海地區。國內已設置超過300部風力機，一些風場開發負面效應(噪音、眩光與視覺衝擊、影響風水、民眾自覺身體不適等)逐漸浮現。加上陸域國有土地優良風場漸趨飽和，次佳風場經濟誘因尚不足，民眾環保抗爭頻傳等問題，導致國內風場開發規模縮小或時程延宕，這也造成每年新增裝置容量呈現逐年減少之趨勢，與國外大幅成長之趨勢有所不同。檢討目前國內陸域風力發電主要面臨問題如表1所示。

火力發電

火力發電方式可分為4種

1.傳統火力

發電機組 圖一為傳統火力發電機組流程示意圖，將 煤炭、重油或天然氣投入鍋爐內燃燒，使產生 高溫高壓之蒸汽，然後將蒸汽導入汽輪機使汽 輪機產生迴轉，再藉由汽輪機帶動發電機產生 電力，(1) 鍋爐：燃料＋空氣→燃燒→化學能→熱能。 (2) 汽輪機：熱能→機械能。 (3) 發電機：機械能→電能。 此類型機組目前為發電系統之主流，發電效率 與發電成本依所燃用的燃料別有極大差異；燃 煤機組於電力系統扮演「基載」機組角色(發電 量穩定，不易變動的機組)，而燃重油及天然氣 機組則扮演「中載」或「尖載」角色。

2.氣渦輪機組

台灣能源

海洋擁有地球上最豐富的資源，遠超過陸地上同類資源的蘊藏量。隨著科技的發展，陸續發現了蘊藏在海洋中的寶藏，因此開發海洋產業成為目前許多國家努力的目 標。臺灣四面環海，海岸線綿延達一千五百多公里，東臨世界最大洋區，又位處西太平洋海上交通的樞紐，最適宜利用四周的海洋資源奠定繁榮富足的基石。
地球表面海水的水位，會隨地球自轉運動及月球繞地公轉間的引力作用而產生高低變化，這種海水高低起伏的現象就稱為潮汐。潮汐能源的擷取對象，主要是高潮與 低潮的潮差產生的位能，以及因潮流流動產生的動能。位能與潮汐振幅有關，動能則與潮流流速相關。在潮汐水位落差變化中，把海水動、位能間的變化轉換成電能 的發電方式就是潮汐發電。
潮汐發電是海洋發電的一種形式，利用潮汐水流的移動、海面的升降，從中取得能量；雖然潮汐發電尚未被廣泛的使用，但潮汐發電對於未來能源的供應有著很好的潛力。因其比風能和太陽能都更加容易被預測到，像是歐洲運用潮汐來推動磨坊已有很久的歷史，事前人用來代替人力的一種智慧。
優點： 

1. 川流式電廠 (台灣大多屬於此類型)

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉，流量大時，輸 出電力可達設計時全廠總容量。流量小時，可能只輸出全 廠容量不到三分之一的電力。 • 當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時，多餘的水量 無法利用，只好直接排放到下游去，此部分時間應該是一 年的一小部分時間。 • 簡言之，川流式發電廠依河川自然流量運轉，流量太多時 無法儲存，故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電 機組輸出，一般均作為「基載電廠」 (可提供長時間穩定 運轉且變動成本低的發電廠)。 • 川流發電廠所利用的落差範圍甚廣，高可達數百公尺，低 可為20 公尺以下。 • 台灣大多數的水力發電廠屬於此型式。