小水力 激盪綠電創意 電廠展現硬實力與巧工夫

小水力與微水力的裝置容量即使不大，學問與技術卻不容小覷。在友善環境、循環再生的理念下，台電人發揮研究和創新精神，大膽嘗試，以專業培養綠能生力軍。

位於苗栗鯉魚潭水庫的景山小水力發電廠，是台電第一個與水利署簽署投資開發協議、利用既有水利設施建置的小水力。

走進施工現場，壯觀的鯉魚潭水庫溢洪道與下方投池，水利署第一出水工正噴出強力水柱，為下游挹注水源。台電綜合施工處中部工作隊蔣佳興站長，帶我們走進彷若尋常透天厝住家的電廠，好幾組工人在狹小的空間中忙進忙出。「整個電廠就是這樣，很小巧。」蔣佳興笑說。

大安溪畔的綠寶石

景山小水力電廠的上游，是卓蘭水力電廠。卓蘭發電廠發完電的尾水，藉由隧道引水回到大安溪分支景山溪，供鯉魚潭水庫使用。而景山發電廠即是利用水庫既有的取水工與輸水管路發電。

這座投資總額2.88億元的小水力電廠，裝置容量4MW， 與大水力電廠相較，堪稱迷你。整體將在今（109）年底併聯發電，由卓蘭發電廠遙控運轉，預計可以供給4,000戶一年的用電，年減碳7,200多噸。

蔣佳興指出，因為新冠肺炎疫情緣故，工程稍有延宕，包括使用斯洛維尼亞運來的豎軸法蘭西斯水輪機，因為國外技師無法來臺，必須先找國內資深技師安裝因應，再用視訊跟國外技師確認，互相給予精進建議，確保綠能發電工程進度不被耽誤。

供水供電相互配合 「生態放流」兼顧環保

事實上，景山發電廠在民國80年初期就開始進行規劃，原本打算建造為抽蓄電廠，但當時自來水公司有水質疑慮，所以僅先開發上游的卓蘭發電廠。

後來規劃利用鯉魚潭水庫的輸水管路發電，也預留了發電引水隧道，但民國93年敏督利颱風造成的七二水災，使鯉魚潭放水口閘門無法順利起降，導致供水困難，基於備援考量，先以發電引水道供水給下游使用，附屬性質的景山發電廠也因此改變設計、縮減裝置容量。

由此可知，這類型小水力在開發過程中，必須要配合主要設施和主管單位，也要跟既有設施單位一起分享售電收益。電源開發處水力電源組張膺燦組長說明，利用既有水利設施的小水力，施工條件與籌設程序亦較為精簡，只須做環差分析，若是要新建電廠，還須跑完各種複雜的事前準備流程。景山小水力完成後，可以樹立範例，讓往後如湖山水庫、集集南岸等與水利署合作的小水力案有例可循。

營建處水力計畫（二）李威璁課長指出，小水力設施因為規模小，在施工期間土石開挖及運棄量亦少，不需另設置土石堆積場，電廠完成後裝設遙控監測設備、通信線路，由鄰近的電廠以遠端遙控方式監控，對周邊環境影響相當輕微，除了增加再生能源產出，也能達成減少碳排放的效益。

此外，水利署還要求景山發電廠進行「生態放流」，設計專門控制管路，依據雨量、天氣和下游需水量來調控。當下游需水量大於電廠發電用量，或水量不足供給發電但仍需維持下游生態所需之水量時，即從該專管供水，兼顧生態需求，在電廠設計中也算創舉。

自購零件組裝 東部發電廠展現技術力

在太魯閣國家公園牌坊旁的立霧溪下游溪畔，靜靜坐落一幢白色的建築物。已經運轉超過60年的東部發電廠立霧機組，引入立霧溪和其支流砂卡礑溪發電，也以砂卡礑溪作為機組的冷卻水。

東部發電廠李重億廠長指出，東部發電廠（以下簡稱東發廠）自106年就評估立霧機組的消能池經輸水管到中間水槽有40米落差，可以發展微水力，於是啟動台電第一個微水力計畫，不過過程中困難重重，「也是歪打正著，」李重億笑說。

說到設置微水力一路以來的歷程，東發廠人員無不露出滿滿的成就感。機械組王建文經理說，一開始試圖找臺灣本地發電機廠商訂製，但是價格高昂，不利於推廣，所以從網路上購買現成產品組裝。不料，運轉8個月之後，就出現異常，發電機轉到「飛出去」。

「本來想說要再去買一台，後來是廠長提議可以從『馬達改裝為發電機』這個方向去研究。」時任電氣組經理、現為東發廠副廠長陳坤逢說。他回憶，一開始毫無頭緒，也不知道要用什麼關鍵字去找資料，只好運用「菜英文」，尋找國外文獻，埋頭苦幹數個月，一度「很灰心」。

幸好，後來依照國外文獻，找出廠內淘汰的馬達來試驗。「臺灣的馬達市場很成熟、故障率低，當作發電機可以比較穩定。」106年運轉發電以來，一直很穩當，從沒停機過。

積少成多 3年累計發出10萬度電

李重億指出，東發廠向來自主進行電廠大修，機械、電力專業人才齊備，不若臺灣西半部電廠的大修業務主要是依靠電力修護處。電力遙控監測系統 、配管等樣樣都自己來，所以在專業能力上可以自主研究、改良。改裝微水力機組，對於東發廠人員來說是「牛刀小試」。

他笑說，目前的微水力機組可以說是一個「拼裝」的成品，完成的機組裝置容量6瓩，至今已經累積發出10萬度電，投資約30萬元的裝設成本都已回本。除了立霧，東發廠近期也在清流機組裝設抽水幫浦改裝的發電機，成本低廉，適合後續推廣。

憑藉扎實的機、電基本功和自主修護能力，東發廠在台電微水力打頭陣起示範作用。回憶起整個過程，陳坤逢笑稱，「就是因為一開始買到有缺陷的東西，才引發我們後面的這些創新！」每次遇到問題都要解決改善、大膽嘗試，否則永遠不會提升，這也是東發廠員工「勇於突破」的特質。

微水力還有一個關鍵是，要併網還是作為微電網？目前立霧微水力發電提供電廠自用，併內網且不躉售，使用太陽能的逆變器來輸出轉三相交流電。併網或微電網技術對一般民間、社區來說比較困難且陌生，也是未來推廣微水力時必須思考的議題。

漂浮發電 蘭陽發電廠微水力機組

宜蘭縣三星鄉有座古老的川流式水力電廠—蘭陽發電廠天埤機組，1922年竣工，引蘭陽溪水發電，當年不僅帶動宜蘭工業發展，同時發電尾水導入人工渠道「安農溪」，再流入圳溝成為灌溉水源，造就三星、羅東、冬山等地的良田。

站在天埤機組的前池眺望，田園美景與海那方的龜山島盡收眼底，向下看，尾水源源不絕排入工整筆直的安農溪，而在距離尾水出口不遠的渠道上，一座迷你水車運轉不息，它是蘭陽發電廠試辦中、已併網發電的「流速型」微水力發電設備。

蘭陽發電廠設置微水力的開端，起於107年11月董事長蒞廠視察，指示電廠可善用尾水資源，建置示範型微水力。安農溪的優勢在於，河道寬度適中，且水量、流速足夠，電廠估計，天埤機組滿載發電時，尾水放流量為30立方公尺/秒，流速為1.67公尺/秒，理想發電量1小時可發42度電。

蘭陽發電廠機械課張育彰課長指出，微水力示範平台的位置最終選在距離尾水出口160公尺的渠道，是考慮施工與後續維護的方便性，但也因為離尾水出口近，無法採取「全攔水發電」，「攔水能增加流速、提升發電量，卻會造成前端水位提升，影響到天埤機組的『有效落差』，使得天埤機組的發電效率降低。」權衡之下，微水力採取天然順流方式運轉，以5瓩為目標設計水輪機模型。

做中學 示範從零到有

實際製作過程，經熱心環境教育的三星國中張煇志校長引介，電廠與在地微水力達人游士漢一起合作，所有設備皆在現場組裝，重達1千公斤的水輪機架設在浮艇上，可隨水位上下移動，並且連接發電機、增速機等設備。從購買材料到施工約花費200萬元。

去年7月，微水力運轉測試後，實際發電量不到1瓩，其後也曾吊起重新修正，同仁集思廣益設法改進，包括：水輪機葉片裁切減重、浮艇厚度增加以改善浮力、軸心斷裂改善等，「電廠值班人員日常巡視時，就要傾聽葉片轉動有無異音，出現異音就要停機，有可能是扭力太大，導致葉片或骨架結構斷裂。」張育彰說。目前蘭陽發電廠已委請綜合研究所協助提出修正方案，持續強化設備。

「董事長很看重，電廠也使命必達，微水力從零到有的這一步很重要。」蘭陽發電廠運轉課楊建忠課長說，如果流速型微水力設備開發成功，未來安農溪河道可以50公尺為間隔、設置一整排流速型微水力，乘以十倍、百倍發電效益，還能推廣到全臺類似的農村圳溝，灌溉兼發電，讓綠電扎根民間。