風力發電

風力的間歇性,過去常被視為利用風能供電的障礙,對於單一機組,的確受限於此,但若將所有國內裝置的風力機加以連結,如此的波動即被抵銷。隨著風力發電占電力供應比例的增加,若遇到長時間的無風期,則需有備用電廠提供支援。此工作短期可由現有電廠完成,長期而言可由生質能、水力電廠來擔任。
因應間歇性問題可採下述三種方式:
1.間斷式使用:抽水灌溉,水產養殖,居民、牲畜用水。使用動力無須持續穩定,偶有間斷亦無妨。
2.儲能式使用:利用電池、飛輪、抽蓄等儲能方式,將動力貯存,以供無風時使用。
3.併網式使用:將風力機與水力、火力發電係統並聯配合,風小或無風時以水力或火力立即補充,使電力供應穩定持續。
綜上所述,風力發電的間歇性問題主要可藉由儲能技術以及智慧併網技術予以緩解。隨著技術研發不斷精進,未來風能的利用也將越來越有效率,並逐步貼近民眾的需求。

風力發電受自然條件影響,其電力供應具有間歇性。此一問題可藉由適當調度風力與火力發電機的電力輸出得到緩解;但如在電網不發達地區以風能作為主要電力供應時,通常則需透過儲能系統加以調節,以確保電力之穩定輸出。
部分之小型風力發電機利用蓄電之方式儲存電力。例如在離島或高山之發電機,電力無法饋網,故可直接採用小型蓄電池作儲能之用,即透過轉換器充電到蓄電池中,再透過逆變器(inverter)轉換成交流電供一般的電器使用。

發電量是輸出功率與發電時間的乘積,因此對照功率曲線便可簡單估算風力機的發電量。假設當地年平均風速為5m/s,對照功率曲線得知1kW風力機實際輸出功率為120W,若可用率為100%(假設無故障與例行維修),估計年發電量約為1,051度。
年發電量= 0.12(kW) x 365(天) x 24(小時) x 100% = 1,051 kWh

1.安全承諾協議書:申請施工許可時,要求業者檢附與「風力機塔筒高度加葉片長度之距離」範圍內之居民簽具安全承諾協議書。並於施工許可申請前,召開地方說明會,並應針對各風力機250公尺範圍內之住戶確認個別通知與會。(能源局發給業者籌備創設函中規定)
2.風力機認證:國營企業(台電)採購風力機時,應符合國際標準或國家標準,即機組本身須經第三方認證,符合國際規範IEC61400-1(涵蓋性能與安全性測試)或國內規範CNS 15176-1之證明書。(政府採購法)
3.專業技師簽證:業者於竣工時,須檢附電機及相關技師簽證或雜照、保固等文件,確保符合當地相關規範。(能源局電業竣工查驗作業要點)
4.電業設備查驗:能源局已建立完整的電業查驗制度,規定業者依照原廠或作業說明書之建議進行查驗(定期),於每年2~4月申報查驗結果;依電業法第八十一條「中央或地方主管機關,對於電業報告,得令其補充說明或派員查驗」。第八十二條「中央或地方主管機關,對於電業設備,得隨時查驗,其不合規定者,應限期修理或改換,如有發生危險之虞時,並得停止其工作及使用」。(能源局電業法)
5.航空障礙警示:依據交通部民用航空局(民航局)的規定,高度60公尺以上建築物需依「民用航空法」之「航空障礙物標誌與障礙燈設置規範」設置航空障礙警示裝置。(交通部民用航空法)

依據電業法之規定,風力發電設置可約略分為下述五個階段:

1.電業籌備創設申請  2.同意備案/施工許可  3.辦理簽約  4.併聯試運轉  5.成立給照/購電執行。
完成併聯審查及初步協商後,取得電業籌備創設許可(效期一年)、申請同意備案並完成簽約後,廠商須申請施工許可、辦理簽訂購售電契約及併聯之細部協商,並於施工許可有效期間(二年)內施工完竣且申請查驗,由經濟部核發電業執照後始得營業。
從籌設許可、施工許可到成立給照並無一定時程,短則一年長則三至五年不等,視個案而定。

風力機發電與行動電話發射電磁波不同,風力發電發出的電是11.4kV/22.8kV的電,幾乎沒有電磁波的問題。一般而言,會有電磁波通常屬於大型發電廠,其電壓高達161kV/345kV超高壓變電站,才會有電磁波問題。
另根據工研院於2010年5月27日在桃園觀威風力發電之開關場及兩座風力機下所做之電磁波測試結果,風力機產生的電磁波,經多次量測僅為0.03μT~0.04μT(相當於0.3~0.4毫高斯,一般家用微波爐的電磁波約為750~2,000毫高斯)。風力機產生的電磁波比家門口電線桿的電線還低,且遠遠低於各類家電產生之電磁波。

中華民國99年4月29日經能字第09904602690號,依據「再生能源發展條例」第三條第二項,訂定「風力發電離岸系統設置海域範圍所定低潮線」,並自即日生效。其所稱「風力發電離岸系統設置海域範圍所定低潮線」,指最低低潮線,並以最新版(採最大比例尺)海軍大氣海洋局刊行之中華民國海軍水道圖所示「深度為零公尺等深線」輔以水深地形量測為準。詳參經濟部能源局(http://web3.moeaboe.gov.tw/ecw/populace/Law/Content.aspx?menu_id=1092)

由於我國尚未有離岸風場開發實績,在行政機關及業界都沒有經驗的情形下,推動過程遇有不少阻礙,逐一克服,以達成離岸風力發電目標:

1.法規與行政:
‧人工島嶼、設施與結構建造審查(內政部)
‧海域生態環境影響與環評審查(環保署)
‧漁業權溝通與補償(農委會)
‧國防安全與雷達干擾(國防部)
‧航運安全與船隻碰撞(交通部)
‧海氣象觀測塔之籌設,應確認事業主管機關及是否屬於人工島嶼
2.技術風險:
‧台灣海象環境惡劣,多颱風及地震
‧台灣缺乏海事工程經驗與施工機具
‧缺乏完整及長期之海域環境與生態資料
3.經濟誘因:
‧國內並無相關離岸風電開發案例及經驗,技術與財務風險高

資料來源:風力4年推動計畫網 (https://www.twtpo.org.tw/index.aspx)