風和日「力」 雙綠能成績亮眼

台電在中臺灣彰濱工業區打造的「彰濱雙綠能」計畫，其中太陽光電裝置容量100MW，每年約可產生1.4億度電力；35部陸域風機，總裝置容量71.2MW，年發電量約2億度。「風和日力」，台電兩大再生能源生力軍，每年發電量超過3.4億度，減碳量達19萬噸，成績亮眼。

當我們同在億起

太陽能可說是「天上掉下來的禮物」，專家估計，太陽照射地球數小時的能量，如果可以完全轉換成電力，就幾乎可以滿足全球一年的能源需求。而且太陽能清潔無污染，不會產生二氧化碳。

不過，由於目前技術尚未完備，可被利用的太陽能比率並不高，仍有很大的成長空間，因此談論再生能源時，太陽能總是令人期待又備受矚目的焦點。隨著太陽光電板價格逐漸下跌、電力轉換系統技術不斷進步，各國政府及產業皆將太陽能視為明日之星。

小小一片太陽能板，究竟要怎麼發電？台電再生能源處太陽光電廠林恆山廠長解釋，光電板裡面有60片太陽電池，是以p-型與n-型半導體材料接合，構成正極與負極。當太陽光照射太陽能板時，陽光的能量會使半導體材料內的正、負電荷分離，分別往正、負極方向移動並且聚集。將太陽電池正、負極接上負載時，就會產生電流，讓燈泡發亮、馬達運轉。

從民國107年10月發出第一度電起至108年12月16日止，彰濱太陽光電場已累計發出超過1億2千萬度電。為慶祝發電量破億，再生能源處特別在108年聖誕節前夕舉辦「當我們同在億起」彰濱光電累計發電量預測抽獎活動，讓民眾一起來預測截至108年12月24日23點59分為止，彰濱太陽光電場的總累計發電量。

這個像太陽能板聚光一樣、聚焦眾人目光的預測發電量活動，背後有個簡單的科普動機。再生能源處陳一成處長表示，未來太陽光電在臺灣的再生能源占比會愈來愈高，民眾是否了解「太陽光電」的真正意涵，對我國的能源轉型十分重要。「當我們同在億起」活動，主要是讓大家了解太陽光電和日照之間的關係，活動網頁提示民眾：在一般情況下，一片太陽光電板一天可發1.1度電；但陰天發電量可能降低到剩下0.2度。了解太陽能板的基本發電量後，民眾依循陽光愈強、發電量愈大的原則，參考每天的天候狀況，預測發電量。

為了讓大家更有感於一片太陽能板的功能，陳處長進一步解釋1度電的概念：「在發電端，1度電等於1,000瓦模組1個小時的發電量；在使用端，10人份的電鍋煮一頓飯，大約需要1度電力。美髮院使用1,000瓦吹風機吹頭髮1小時，也約需1度電。」以一般家庭每日平均用電量約10度計，一個家庭只需要安裝10片太陽光電板模組就足夠了。

善用臺灣最佳風場

風力發電是再生能源的另一主力，目前台電運轉中的風機共有169部，而整個彰濱工業區共有77部風機，台電占35部，年發電量超過2億度。

再生能源處陸域風電廠劉全梤廠長指出，臺灣海峽是個非常好的風場廊道，尤其是秋冬季節，條件更稱得上是世界級的。因風場的條件佳，彰濱風機的發電量比整個台電風力發電量的平均值還高。

劉廠長表示，陸域風力發電是低污染、不需燃料且便宜的潔淨能源，不會有碳排、輻射、空污等問題。且除了建造成本之外，預定服役年限20年間，只要把風機維護好，不需再花費額外的燃料費用。這次與光電場一起啟用8部新機型的風機，在彰濱地區有4部，還獲頒行政院公共工程委員會的「公共工程金質獎」，非常難得。

風能轉換成電能要依靠風機，臺灣目前多使用水平軸、三葉式翼型的風機組，主要結構有葉片、齒輪箱、發電機、自動控制系統、塔架、機艙等。其中最重要的就是自動控制系統，系統會隨時偵測風速值來決定下一步的動作，可以360度旋轉的機艙，讓風機葉片隨時對著迎風面獲取最大風力；自動控制系統也會在風速超過關機風速時主動停機，以確保風機運轉的安全。

風機是藉由空氣流動轉動葉片並帶動發電機來發電，葉片愈長，受風的面積愈大，所能利用的風能就愈多。一般而言，風機所產生的電能，大約與葉輪直徑的平方成正比、與風速三次方成正比。劉廠長指出，當風速達到每秒3至4公尺時，台電的風機就會開始啟動，但轉動不一定能立刻產生電力，因為風機的運轉依設定的邏輯來控制，必須在連續數分鐘之內都達到每秒4公尺的風速，風機才會開始發電，風弱，或者葉片轉動太慢也無法發電。當風速達到約每秒14至17公尺，即可滿載發電。而風速過強，10分鐘平均達到關機風速（約每秒25～35公尺，視機型不同而定）就會自動停機。許多民眾不明就裡，看到風機不轉，就以為它故障停機；看到風機轉動就認為有在發電，其實並不盡然。

藍天下矗立的白色風機，遠觀或許美麗，但運轉時產生的低頻噪音，難免對鄰近居民造成困擾，因此風機設置須與住家有一定距離以上才合適。劉廠長指出，台電依循環保署的「風力發電機組專屬噪音管制標準」，尋找妥適的裝置地點，但不可諱言，適合設置風機的位置愈來愈少，再加上民情、政治因素等阻礙，使得陸域風機的設置困難度增加。海域風機相對沒有噪音的疑慮，再加上少了地形地物等障礙物，風能更佳，但因可達率比陸域風機更低，維修的困難度也比陸域風機更高。

巡檢大挑戰

彰濱光電場所有的設備都須小心維護，才能確保其發電量在每天35萬度的水準。再生能源處光電二組游振和組長表示，廠區有34萬片太陽能板，線路、分電箱、機櫃等數量繁多，而且廠區範圍遼闊，光是日常維護工作就是很大的挑戰。

負責巡修維護的光電二組成員柯文川、郭佳育、趙孝哲，都是年輕的社會新鮮人，其中郭佳育更是步出大學校園就來台電任職。他們每天會先到電氣室2樓的控制室，盯著LCD面板監看各項數據，一旦發電效率出現異常，立刻帶著工具、騎著摩托車到廠區實地查看，檢查模組或線路是否有故障，並設法立刻解決問題。「現值與廠商交接前的磨合期，只要發現太陽光電板模組玻璃有破裂的情形，當下就會請承包商更換。」柯文川技術員說。

技術員郭佳育說，即便沒有任何異常，也會去例行巡檢，看看1,400多個直流分接線箱有沒有燒損、冒煙；草太茂盛遮擋太陽能板，就要修剪；面板太髒也必須清洗，否則會影響發電效率。「所幸之前有梅雨，雨水把太陽能板洗乾淨了，所以目前為止還不需要人工清洗。」

由於廠區靠海，如何清除灰塵、鹽分等影響發電不利因素是一大考驗。游組長以台電龍井光電場為例，通常梅雨季的面板會比較乾淨，不需要額外的清洗工作。而為了環境考量，使用清水清洗，絕對不會用清潔劑。

至於如何除草，倒是個還在思考的問題。游組長笑說，之前有媒體來訪，他笑言要放牛吃草，於是「牛電共生」的防治法便上了報。他表示，養牛或羊來吃草確實是一種方式，但仍需經過試驗才知道可不可行，所幸冬天草的長度低於模組，不影響發電，反倒有減少風沙的好處。

廠區從南到北有2.2公里，陣列之間的維修步道有3、4百公尺，偌大的廠區僅靠有限的人力，在有限的時間內，恐無法完成必要的巡檢工作。因此在廠商移交之後，台電會利用電氣室的充電設備，使用電動公務車來幫助巡檢，既環保又節能省時。

此外還計劃購置無人空拍機，趙孝哲技術員解釋，空拍機上裝置熱影像儀，可以偵測面板是否溫度異常，有沒有熱斑？有了這項裝備，巡檢會省力很多。此外，監看是否有異常狀況及不明身分的人員出入廠區，也是工作項目之一。趙孝哲指出，除了電氣室裡有6個監控鏡頭（Closed-Circuit Television，CCTV）之外，在廠區的重要地點還設置了31個可以360度旋轉的鏡頭，以求做到監控無死角。

陸域風電維運有方法

濱海、地點分散、環境惡劣，加上60、70公尺高的結構，讓風機巡檢與維修的困難度倍增。劉廠長表示，台電風機的葉片每3個月會用高倍望遠鏡目視檢查，如果風力不強而停機的話，可以吊掛人員的方式在外面檢查，看看有沒有裂縫。此外，每兩年停機檢查一次，因為風機葉片的材料是玻璃纖維強化塑膠，長期轉動、受力、震動、變速等因素，久了難免老化、劣化，所以需定期和不定期的檢修。

舊型風機沒有升降梯，光是在鋼製的塔中爬階梯，就令人望之怯步，再加上機艙內常有悶熱、搖晃、震動等不利狀況，維修人員工作的辛苦可以想見。由於風機目標顯著，維修的辛苦民眾看不見，但一旦停機或發生狀況，卻是眾目睽睽，立刻成為話題。

再生能源處風電二組王維新技術員與陳文雄專員負責風機的運維，王維新表示，風機的技術目前已達成熟階段，每部風機都有監控系統，可將風機運轉的各種數據，如溫度、風速、風向、風機葉扇轉速、旋轉角度、機艙內發電機、軸承、潤滑油的溫度等資料，即時傳輸到控制中心，讓負責監看的同仁一目了然， 可做出正確的運維決策。

新加入的4部風機尚在試運轉，「必須試車試到正常，才能交給營運部門」，王維新表示，彰濱這個場域風沙大，沙子容易卡在機艙頂端的風速計上，風速計若偵測不了，風機會發生問題，需要人員上去擦拭或更換。新型風機沒有變速箱，發電機特別大，但也因為沒有齒輪箱，減少了齒輪箱故障及更換的麻煩，也省下一筆開銷。王維新表示，齒輪箱平均每6～8年就可能故障損壞，以風機20年的壽命來說，至少得換2、3次，吊掛加上齒輪箱的費用，也十分可觀，若能免則免。

風光並進 積極邁向能源轉型

「彰濱雙綠能」計畫的光電、風電能否互補？有太陽靠光電，起風則靠風力？陳一成處長表示，風光在策略上是各司其職，因為光電和風電的性質不同。

光電部分，因每日太陽起、落，光亮、光暗，有很明顯的循環；沒陽光的時候就沒有電力產出，必須要有周邊的輔助，需求端的用電戶、產業才會有穩定的電力。風電則有季節性，冬強、夏弱是臺灣風力的特性，它的循環必須看一整年。風電可用來搭配火力電廠的機組維修，當冬天風強，風電量高的時候，火力電廠就可以儘量安排進行歲修，以風力發電來彌補火力發電的缺額；火力機組維修完善，就可在夏季尖峰前加入運轉發電，以補風電不足。

「臺灣的能源一定要多元，單一種類的發電，絕對沒有辦法供給臺灣的電力需求。」陳處長表示，面對全球暖化及碳排減量的議題，台電作為能源的先驅，必須要積極實踐轉型。多元的電力來源，不論大小，每種發電的方式都很有價值。而在能源轉型期間，持續「節能」也很重要。「臺灣的電力其實有不少是浪費掉的，如果能夠節能，當需求端的量減少之後，供給端的壓力自然也會降低，然後就會有機會做最完善的能源調整。」