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研究報告

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臺灣洋流能海域測試場規劃評估
109年度委託研究
發布日期:109-06-01
發布單位:海洋科學及資訊研究中心
一、研究緣起、目的
  1. (一)目的:
  2.   洋流能開發進入實海域測試所需面臨的問題繁多,包含法令面、漁業權、海象條件、監測資料傳輸與輸配電系統等等,規劃適宜之洋流能測試場並提供測試時所需之相關周邊設備和標準測試流程,將能加速國內開發洋流能產業之動能。有鑑於國外已成熟建置之海洋能測試場如英國之EMEC(波浪能及潮流能),提供研發團隊進行原型機組評估與測試。國內擁有強韌之產業界研發能量與大尺度模型試驗平臺,勢必需將實海域海洋能測試場予以建置,如此整個洋流能研發拼圖區塊方能完備。建置臺灣洋流能源測試場將會降低開發成本,推動國內產業界投入洋流能轉換系統的開發,領先掌握洋流能開發之關鍵技術,競逐未來全球洋流能開發之市場。本計畫目的是進行臺灣洋流能海域測試場海域進行先期環境調查、高解析度波流數值預報、與測試場設計規劃及國際認識規劃評估。
  3. (二)緣起:
  4.   海洋能相較於風能及太陽能,其形式眾多,主要包括:波浪能、潮汐能、海流能和溫差能等。更廣義而言,海洋能還包括海洋上空的風能和太陽能及海洋中的生物質能,這些都可以用來發電。目前在海洋能中,國際上除了潮汐能發電技術已較成熟且有商業化運轉之外,其他形式的發電技術仍屬新興發電技術,目前未臻成熟,尚待進一步的深入研究。臺灣具有四面環海的優越地理條件,但由於地理位置處低緯度,波浪及潮汐能有限,而溫差及鹽差能因效率不高,進而造成開發成本較高。因此在海洋能之中,臺灣最可行的技術之一,便是長年穩定流經東部海域的黑潮所衍生之洋流發電
  5.   參考OES年度報告(IEA-OES,2014),整理目前國際上運作中的海洋能測試場其中類型以波浪能最多,以EMEC位於 Billia Croo的波浪能測試場為代表,水深50-70公尺,已和公用電網併聯,提供波浪能原型機組之測試服務,再來是潮流能,以EMEC位於Fall of Warness的潮流能測試場為代表,水深12-50公尺,已併網,提供潮流能原型機組之測試服務,至於洋流能測試場的發展部分,因為洋流能轉換系統研發的起步較晚且受限於建置的技術、預算和地理條件門檻較高,因此目前無實海域之洋流能測試場,有關洋流能轉換系統的測試目前以川流試驗的方式進行,以瑞典的Söderfors測試場為代表,其測試場建置於Dalälven河道的橋墩上,流速1-1.4m/s,最大可達2m/s,但是由於河道水深的限制,測試成果停流於模型縮尺的機組階段。
      臺灣於地理環境上有發展洋流能的優勢,國內自主研發之洋流能轉換系統於船拖測試已有1.43m/s的平均流速下有32.57kW的發電量,及黑潮主流錨碇測試於1.27m/sec之黑潮流速下,其平均發電功率為26.31kW,且成功於0.45m/s之流速下啟動渦輪機,連續運轉達60小時。因此,適合發展洋流能測試場址,於洋流能測試的項目立下國際標竿,從研發、生產、運作到維護成為洋流能開發的領先國家。
二、研究內容

預計完成項目如下:

  1. (一)測試海域波流場長期模擬與水文特性分析
  2. (二)測試場海域海洋水文調查監測
  3. (三)臺灣洋流能發電技術驗證與海域測試規劃評估
三、預期研究成果
  1. (一)完成測試場海域波浪及海流模式,並提供波浪場、三維海流、海溫及鹽度資料
  2. (二)完成錨碇式海流觀測,進行所欲規劃測試場海域之黑潮流況綜合分析,以了解黑潮流經臺灣東部的長期及季節性特性及其能源發展潛能的可行性評估
  3. (三)完成洋流能測試場相關規劃及作業流程
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  • 更新日期: 110-01-08
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