全球第一!黑潮發電測試成功 未來可望取代核電廠

▲研究團隊在海上布放渦輪機。(圖/翻攝自NsysuNews)

生活中心/綜合報導

由國立中山大學、成功大學、慶富造船廠等單位組成的洋流能發電團隊,取得重大研究成果,並於31日在中山大學國研大樓宣布建置世界第一座海洋流能測試系統。中山大學副校長陳陽益表示,雖然研究過程相當辛苦,但洋流能發電機的成功,未來可望能取代核電廠,實現非核家園的目標。

洋流能發電的研發專案於2009年由萬機公司白俊彥董事長的團隊所提出,歷經7年的時間參考國內外技術,歷經無數次的實驗測試、改善,終於逐步研發出適合台灣海域的低轉速洋流渦輪機,取得關鍵技術以因應嚴苛的環境條件,包括葉片耐海水鋼材、海洋生物污染防治和低轉速水下發電機等。

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為使渦輪機能夠於低流速的流場中啟動,並將洋流能轉換成電能,研究團隊先著手於低轉速洋流渦輪機的研究開發,並在2015年取得重大突破,經拖船測試,洋流能發電機組最低啟動流速僅需0.5 m/s,比起現有最低啟動流速皆需在0.7~2.0 m/s以上的潮流能發電機組更適合臺灣周邊海域。

在科技部經費的支持下,團隊終於研發出低轉速洋流能50kW單元發電機組,並於7月23日在屏東海域深900公尺處建設世界第一座深海洋流能測試系統,利用黑潮來推動洋流能渦輪機進行發電測試,結果顯示,在1.27 m/sec之黑潮流速下,其平均發電功率為26.31kW,並且成功於0.45m/s之流速下啟動渦輪機,連續運轉達60小時之久,是世界第一次完成洋流能單元機組的發電測試。

對於這項重大研究成果,中山大學校長鄭英耀表示肯定。副校長陳陽益也指出,洋流黑潮發電機組只要從南到北架設3至4座,就能夠取代目前國內約3座核電廠的供電量,有助於解決能源問題,讓實現非核家園的目標邁進了一大步。

陳陽益說,取得重大研究成果固然欣喜,但整個過程中也有不為人知的辛苦,為了要探索洋流,團隊出海作業一趟就要3至7天,且海上波濤洶湧,成員時常在船上暈的暈、吐的吐,所幸團隊仍鍥而不捨的精進,才能取得成果。

洋流能發電的背景介紹


黑潮係源自於菲律賓東方的北赤道洋流,黑潮主流自呂宋海峽向北流經台灣東岸,在台灣東北部外海遇東海陸棚後,沿陸棚邊緣注入琉球群島西邊及日本九州東南方海域,最後在東京灣沿岸轉向東匯入北太平洋洋流中。黑潮寬度超過100公里,其最高流速可達1.5m/sec,根據Chen(2010)指出,台灣東部黑潮流量在20~30*Sv之間(1Sv=10^6m^3/sec),以流速超過1m/s計算,平均總發電量5.5GW,且夏季約有10GW,而冬季為4GW。由於洋流發電需要得天獨厚之地理環境,目前世界各國嘗試利用洋流進行發電,然皆處於設計階段,尚無成功發電之實績,其中日本IHI和東芝於2015年啟動海流發電系統示範研究,預計於2020年進行單元機之實海域測試。

本計畫重要成就包含:


1.建置深海錨碇系統,完成台灣首座在水深900m建置深海繫泊基座與多功能浮式載台,亦是世界第一座深海洋流能測試系統。


2.於2016年7月25日在屏東縣鵝鑾鼻東南方海域,在黑潮主流進行50kW洋流能單元發電機之測試,得到在1.27m/sec之流速下,其平均發電功率為26.31kW。此成果不僅為台灣第一,亦是世界第一。


3.以深海洋流能測試系統掛載低轉速洋流能渦輪機,成功於0.45m/sec之流速下啟動渦輪機,並連續運轉達60小時,為成功利用黑潮擷取能量之世界首例。

▼研究人員在海上作業。(圖/翻攝自NsysuNews,下同)

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