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2016年8月24日 星期三

台灣的波浪發電計畫

台船與工研院搞波浪發電,都已經好一陣子了,為什麼沒有啥突破的進展呢?
張宇凱:這台去年在杜鵑颱風中壞掉惹......現在要搞新的抗颱構型設計....http://117.56.91.94/KMPublic/download.aspx......
張宇凱:台灣夏天的颱風 秋冬的東北季風是大敵阿
Vincent Chen: 重要執行成果
(一) 20瓩波浪發電機組系統改良與測試
1.系統阻尼與電力控制之電控系統、監控系統以及電能轉換器,其開發及陸上測試皆順利完成,並符合設計規格,但是缺乏長時間的驗證測試,可靠度不足,以至於海上嚴苛環境容易出問題。
2.穩波板運動控制系統之分析建立完成,構型使用流體驅動的設計方式,可藉由機組本身所受到的流體能量來驅動穩波板開孔機構,減低直接驅動之能量,此設計可有效率地作穩波板開孔控制。
3.完成運動模組強度與精度提升,線性襯套座組傳動效率損失約為0.68%,運動模組總成傳動效率損失低於5%。
4. 104/8/27~104/9/29海大測試場海上測試,104/10/28遭遇強烈颱風杜鵑,因風浪過大穩波板聯結管斷裂,機組受損緊急回拖。第二代波浪發電機組結構經實際海上佈放測試驗證可承受基隆海域東北季風條件,但颱風天候仍不堪負荷,未來需提高機組可靠度,於颱風極端條件下可存活。
5.測試期間機組所記錄瞬時最大發電量為14.13 kW,發生在9月6日,對應示性波高為1.3m、週期為3.6s。每小時平均發電量為0.91 kW。總平均效率僅有3.69 %。
(二) 海洋能動態纜線輸電技術
1. 經由103年度的動態海纜設計與規劃,今年度除完成製造與開發外,更進行了一系列的廠內電學、力學與物理特性等測試,由結果分析得知皆符合設計與規範需求。
2.完成動態纜線與波浪發電機之介面夾具設計、開發與測試,由結果得知符合動纜最大拉伸之張力需求。
3. 由動態纜線與夾具之各式廠內測試分析結果,符合設計需求與規範,明年度將以此為依據,進行海上實際佈放與長期測試。
。
(三) 百瓩級波浪發電系統設計與模型試驗
1.根據本項工作之研究結果顯示,阻尼最佳化與浮體運動相位控制可以有效提升波浪發電機組之高效率區段頻寬。浮體運動相位控制的技術是藉由穩波板中央開口大小調節,使得浮體的附加質量產生變化而達到相位偏移的技術。
2.考量目前機組大型化,將採用目前所開發之點吸收式機組進行放大,因此,本年度模型實驗的部分係由 20kW 點吸收式機組進行比尺縮小模型實驗。實驗結果亦證明附穩波板中央開口大小調節可以有效提升波浪發電機組之高效率區段頻寬。
(四)海洋能發展推動
1.進行海洋能發展現況資料蒐集與整理,2014年全球海洋能裝置量(含示範與測試)共有38MW,現階段仍以潮汐發電最為成熟,而波浪發電則已邁向示範電廠之開發,未來2~3年全球最大之波浪發電廠(瑞典)將建置完成,波浪發電將進入一新的里程碑。
2.完成各項能源局臨時交辦事項,並辦理二場海洋能推廣活動,分別為台北國際發明暨技術交易展_能源館(市貿一館,展出日期10/01~10/03 )、再生能源博覽會(高雄駁二藝術特區,展出日期10/09~10/16),活動中展出海洋能模型、互動展品與影片,吸引上千人入場參觀。
Vincent Chen: 浮筒發電的效率低到只有3.69%!而且大洋環境是很惡劣的,浮筒與纜繩的抗颱設計不能少,不然就像這個一樣,颱風一吹就壞了了。
其實不只是海浪/洋流發電機組,離岸風機或水上太陽能板,也是一樣,其發電效率一般都不到所建置容量的一成,而且建置與維護費用都是很驚人的。
尤其這些離岸風機的設計者,只在地中海或北海沿岸有建設實績而已,設計廠家都沒有見識過太平洋颱風的威力。
Charlie Lee:"一成" 實在低得驚人. 颱風威力誠然巨大, 連珊瑚礁在一次颱風中都要損失幾成. 此類設備不得不有躲避颱風的功能.
Vincent Chen: 沒辦法,以風車發電來說,風太大不能發電,風太小也不能發電。以太陽能面板發電來說,太陽下山就不能發電,最多就只有半天的時間能發電,白天時是陰雨天或晨昏時刻的發電效率也非常可笑。平均一成左右的發電效率,是很正常的。
本公司與工研院合作,設計建造國內首座20瓩波浪發電機組,在海域進行發電運轉測試,藉由實體開發掌握關鍵技術,朝向大型化商業機組挑戰,急起直追國際波浪發電技術水準,為我國再生能源發展開創新契機。 20瓩...
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2016年6月12日 星期日

實用的(沉水式)波浪發電設計

實用的(沉水式)波浪發電設計,全年無休,日夜都能利用海浪推定海床上的水力幫浦來穩定發電,其水力幫浦所帶來的高壓海水,發電完的尾水還可以利用逆滲透法來製造淡水,將離島的水電需求,一次解決。

這樣的(沉水式)波浪發電設備,已經在澳洲伯恩海軍基地所處的小島上成功運轉了一年多,不再是紙上談兵而已。

它是沉水式的幫浦設計,把高壓水用管線傳送到岸上推動水力渦輪發電機,這比水上或水面的其他發電設計,例如離岸風力發電機,還有泡在海水裡的輸配電纜,都耐風浪與海水的侵蝕。這種高壓(其實並不太高)鋼管,所用鋼,用一般船舶用鋼就可以了,因為現代的的船舶用鋼,都可以耐海水侵蝕。

(註:網站上的圖示,有顯示水下發電機,我認為是愚蠢的設計,因為岸上的水力渦輪發電機都很難維護了,更何況是沉在海底的。而且,用管線來傳遞水壓,是非常有效率的方法。我們從實際系統來看,發電機也是設在岸上的。況且以各國沿海的水文來說,水深十米就混濁黑暗,伸手不見五指,即使派了潛水夫,根本無法工作,那個圖示是蠻誤導人的。)

而台灣許多有人離島(澎湖群島、大小金門、馬祖南北竿、綠島、蘭嶼、東山島、大膽、二膽、東沙島、太平島,...)都很需要這個海浪發電供水設備。

到這家澳洲公司的網站,可以看到他的系統概要圖。
http://carnegiewave.com/what-is-ceto/

它對這個技術,也已經擁有一百多個專利。
http://carnegiewave.com/intellectual-property/

「卡內基海浪能源執行長奧塔維安多:「卡內基和其他人最大的不同是,我們用的是完全潛在海面下的科技,其他的公司和發明者想出的是漂浮在海面上的發電廠,但當遇上暴風雨就會有大浪,那發電系統就會沉沒,失去作用。」

從海面上看過去,海浪發電的設備只是個模糊的色塊,之所以不怕風浪,是因為這個大型的「CETO」完全在海平面下漂浮。

卡內基海浪科技財務長福林:「『CETO』就是個幫浦,完全沉在海底下的幫浦,讓這幫浦運作的就是起伏的海浪,它約在海平面下1公尺漂浮,每個CETO發電量約1百萬瓦,約可以供5百戶庭用電。」

CETO的外型類似浮標會隨著海浪擺動,進而啟動安裝在海床上的幫浦,把海水增壓之後高壓水會透過管線,一路送到岸上的水力發電場來驅動水輪機,達到發電的效果,而且功能還不只這樣,高壓水還可以用在逆滲透廠,結合逆滲透技術後,就可以把乾淨的飲用水從海水中提取出來,可謂一舉兩得,而選在伯斯進行海浪發電,也是看上它得天獨厚的自然條件。」


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澳洲卡內基海浪能源公司所做的CETO系統之更詳細報導,澳洲最大海軍基地,已經用CETO 5 (3個一串的24萬瓦發電模組與海水淡化)來穩定供應其水電一年半了。




說到再生能源,很多人第一個想到的可能是風力和太陽能發電,現在還有一…
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