海洋能之擷取 - - 黑潮洋流發電機 在我們所生存的地球上,百分之七十以上的面積都是海洋,而陸地所佔的比率不到百分之三十;而自十八世紀工業革命後,人類對於能源的需求量與日俱增,尤其在進入二十一世紀後,隨著科技的進度、頻繁的商業活動、以及耗能產品的普及,於陸地資源隨過去兩百年大量開採/開發後逐漸匱乏的此時,向海洋”討能源”的時代已悄然來臨。 由於太陽輻射造成大氣循環,因而產生風吹動海水,產生洋流與波浪;而日、月的運行產生萬有引力與地球自轉,因此有了潮汐的變化;此外,海面與海面下溫度的差異也蘊藏了豐富的海洋能量。因此,只要有太陽、月亮等天體與地球共存, “海洋能”就會再生,就會取之不盡、用之不竭。 海洋能的生成與應用(資料來源: http://www.nepii.tw/KM/ME/index.html ) 因此,發展海洋能為近年來各先進國家不斷努力發展標的,也是未來能源政策的發展趨勢。在諸多擷取海洋能的機器中,針對臺灣東部的高速流動,而且終年不會變動太多的黑潮,是否可以設計一種洋流發電機來擷取黑潮能量呢?洋流發電機是如何從海洋中擷取能量來轉換為電能呢?我們就由洋流發電的操作機制來說起,目前的洋流發電機系統的發展有兩種: 1. 錨錠水面浮台式:以深海用的大型錨泊裝置來將洋流發電機繫留於海水層中,再利用洋流的速度來推動發電機葉片進而產生電力;其優點為可在水面進行維修、定位,同時可輕易的使用在水面的儲能浮台。 錨錠水面浮台式洋流發電機(資料來源:國立中山大學與萬機公司之研究團隊) 2. 錨錠 水下浮游式:以錨錠裝置來將洋流發電機繫留於海水層中,如同在海床面上放風箏一般,再利用洋流的速度來推動發電機葉片進而產生電力;其優點為無水面平台或水面載具與其連結,所用錨錠數量較少,亦無水層中連結水面平台的結構安全考量。 錨錠水下浮游式洋流發電機(資料來源:國立臺灣大學研究團隊) 位處西北太平洋颱風帶的台灣,洋流發電機安置於海面或海中,一旦遇到颱風侵襲時,該如何避颱呢?前述這兩種洋流發電機系統,在理念上皆採用錨錠於海床上的方式來設計,因此在其避颱的機制上,水下浮游式發電系統可以利用翼型浮體內的浮力控制機構(吸、...