離岸風力發電機組簡述介紹 姓名:王義閔 學號:99920008.

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1 離岸風力發電機組簡述介紹 姓名:王義閔 學號:

2 目錄 風力機的定義與範圍…………………………………3 離岸風力介紹…………………………………………6 台灣風力發電市場概況………………………………10 風力的能量產生與原理………………………………12 台灣風力發電市場概況………………………………14 台灣離岸式風力發電發展概況………………………16 離岸式風力發電之優缺點分析及未來發展趨勢……20 全球離岸風力發電發展概況及未來趨勢……………22 感言……………………………………………………28 引用資料出處…………………………………………29 END………………………………………………………30

3 風力機的定義與範圍 一、風力機定義與範疇 (一)定義：
風力機(Wind Turbine)係藉由空氣流動轉動葉片以擷取風的動能，進而轉換成有用的機 械能或電能之產品，按主軸與地面的相對位置，可分為水平軸與垂直軸兩種。 (二)產品範疇：(產品尺寸與設置場域) 1. 產品規格： (1) 小型風力機：係單機容量為100W~100kW (2) 大型風力機：係單機容量為600kW以上 2. 設置場域: (1)陸域風場：小型風力機多應用於分散式用電；大型風力機多應於併網式發電，單 機容量多為0.6MW-2.5MW。 (2)離岸風場：大型風力機應用於併網式發電，其中依水深地點又分近岸與離岸，單 機容量多為3MW以上。 (三) 風力機檢測驗證之認定 1. 小型風力機：產品需符合國家檢測驗證標準(CNS )與國際標準IEC 2. 大型風力機：產品需符合國際標準IEC 3. 離岸風力機：產品需符合國際標準IEC

4 風力機的定義與範圍 二、風力機產品及其應用

5 風力機的定義與範圍 三、離岸風力機產品及其關聯產業範圍

6 離岸發電介紹 什麼是離岸發電? 離岸風電指的是在海域或水域地區，包括海上、 峽灣及湖泊等，以風機陣列形成離岸風場，並 仰賴風力推動風機運轉產生電力。以台灣為例， 發展離岸風電的最佳地點為台灣西部的台灣海 峽。

7 離岸發電介紹 離岸風場主要由離岸風機、海底基樁、連結件、 海上變電站、海底電纜、陸上電纜以及陸上變 電站等硬體構成。離岸風場所產生的電力將會
透過海上變電站收集且升壓之後，經由海底電 纜傳輸至陸上電纜，最後併聯至台電於各地的 陸上變電站。

8 離岸發電介紹 我們能否選擇使用離岸風電的電力? 目前台灣的電力市場是由台電公司負責傳輸及 分配，因此民眾無法自由選擇使用離岸風電或
其他來源所產生的電力。然而依據再生能源發 展條例的規定，台電公司有義務要收購再生能 源所產生之電力，因此未來離岸風場商轉後， 大家所使用的電當中，就會有一部分是來自於 離岸風電的電力。

9 離岸發電介紹 釐清離岸風場開發面臨之可能問題 國內離岸封場開發易面臨與陸域風場開發相 類似之問題

10 台灣風電產業現況 風力發電產業由於技術相對成熟，目前的發電成本已經非常接近傳統能源發電，也具備一定的市場規模。目前國內許多業者已積極投入技術開發，初步已有系統整合商切入，且具備了完整的供應鏈，從上游的原材料到零組件、系統商及營造營運商皆有廠商投入，產業分工明確，國內的風力機產業已具備基本雛型。 我國風力發電發展由於起步較晚，目前國內現有設置之大型風力機組關鍵零組件仍以國外進口為主。2008年果國累計裝置容量352MW，產值尚低約35億元；2009年累計裝置容量為436MW(年發電量10.9億度，可供27萬戶使用)，國內業者投入系統技術開發，於2010年3月完成第1台2MW風力機組，關鍵零組件廠商已漸切入國際大廠供應鏈，藉由兩岸搭橋合作模式，協助國內廠商布局中國大陸之市場。 台灣的發展優勢在於擁有優良風場，吸引國際大廠來台投資，共同開發離岸風場，提供我國建立完整風力機設備與海事工程之機會。而我國關鍵瓶頸在於MW級自主性系統整合能力與實績仍不足，在營運維修技術與備品採購部分，目前受制於國外廠商；此外，尚缺實機架設、運轉與維護經驗，需有實際對象提供練兵機會；離岸型風力機產業進入障礙高，尚待開發利基關鍵技術。未來發展策略包括於2年內建置風力發電關鍵元件與系統測試驗證平台，輔導產品取得國際認證；持續推動示範計畫，開發本土離岸風場。

11 台灣風電產業現況 台灣地區風力發電裝置建置現況
台電公司已於民國91年擬定「風力發電十年發展計畫」，以分期方式逐步執行，十年內至少設置200台風力發電機或總裝置容量300MW。目前已完成「風力發電第一期計畫」之建廠工作，於核一、核三、大潭、台中等電廠區域，及台中港北側、新竹香山、桃園大園觀音間的優質風能地區，分階段進行風力發電之開發；自2003至2008年間，先後完成60台風力發電機組之設置，總裝置容量98.96MW，預估年發電量約269GWh。「風力第二期計畫」亦已開始各項籌建工作，規劃共設置58台2,000kW (2 MW)級風力機組，廠址包括彰工線西(I)、彰工崙尾、雲林麥寮(I)、台北林口、雲林四湖等濱海區，總裝置容量為116MW，預估年發電量約335.5GWh，其中彰工線西(I)、彰工崙尾、雲林麥寮(I)等廠址共38台風力機組已完工商轉。「風力第三期計畫」於2006年奉准開始辦理，規劃再設置28台風力機組，廠址包括彰工線西(II)、彰化王功、彰化永興、雲林麥寮(II)、桃園大潭(II)等濱海防風林區，總裝置容量為56MW，預估年發電量約174.0GWh，預計2011年全部完工商轉。在民間投資部分，業者已與台電公司簽訂購售契約的商轉中風場（竹南、大鵬、新豐、竹北、大安、彰濱、鹿港）其總裝置容量約有213.1MW。 在政府大力推動風力發電系統建置下，至2010年，全國的整體裝置容量達519MW，成果可謂豐碩然而，具風力開發潛能且條件良好的陸域場址漸趨飽和，未來若在離岸風力發電技術以及實際建置容量上如有大幅進步，將有助於風力發電容量配比的再提升。

12 風力的能量產生與原理 風是如何產生的? 風是由於地球字轉以及太陽熱輻射不均所引起 得空氣循環流動。太陽輻射能將地表的空氣加 溫，空氣受熱膨脹後變輕上升，熱空氣上升冷 空氣橫向進入，再次因為加溫而上生如此循環 作用後造成空氣的流動而產生了風。

13 風力的能量產生與原理 藉由空氣的氣動力作用轉動葉片，以擷取風的動能，進而 轉換成電能，風力機無法轉換全部風能，輸出效率約20~40 % 。

14 台灣風力發電市場概況 一、我國風力發展潛力與目標 由於台灣為一海島地形，每年約有一半的期間為東北季風期，沿海、近
海及離島許多地區之年平均風速，每秒皆超過 4 公尺，風能潛力相當優越，為 全球前三大強風區(僅次於英國、日本) 。根據工業研究院能資所調查顯示， 台灣全年平均風速每秒大於 4 公尺的區域，總面積約佔 2,000 平方公里，例如 台灣中北部山區、西部沿海及離島等均屬風能資源豐富地區，極適合開發風力 發電，估計可開發之總裝置容量至少可達 3,000MW 以上。如此優越的風能潛 力，再加上台灣地區自產能源貧乏，98%的能源消費均須仰賴進口，開發國內 自產風力能源及利用綠色能源，更顯其重要性，在此主客觀因素下，具有優勢 條件之風力發電，自然成為台灣發展再生能源發電應用首要選擇。 政府在 2004 年宣示，至 2010 年，我國再生能源發電總裝置容量將達到 5,139MW，占發電總裝置量 10%，其中，2010 年風力發電裝置量目標為 2,159MW，離岸式風力發電占 360MW。 另為因應「京都議定書」生效後之 CO 2 減量要求，2005 年 6 月 21 日「全 國能源會議」建議政府再生能源發電推廣目標，改為至 2025 年再生能源發電 量應占系統發電量 4~6%，並以未來總裝置容量占比達 12%以上為目標。屆時全 國設置再生能源發電總裝置容量，應達 8,000~9,000MW(含水力)，其中將風力 發電發展目標提高至 3,000MW。

15 台灣風力發電市場概況 表3-2 離島風力發電計畫彙整表

16 台灣離岸式風力發電發展概況 台灣海域相關條件探討分析
台灣風能潛力超過 3,000MW，其中海域佔2,000MW 以上，主要分佈於西部沿海與澎湖島等地區，年平均風速可達5-6m/sec 以上，風能密度達250w/m 2 以上，甚具開發潛力，主要風能蘊藏區域包括，北部從園的大園到新屋沿海，新竹的新豐到香山一帶，苗栗的後龍至苑裡沿海一帶，整個中部沿海，自通宵，大甲經梧棲，大肚，一直到彰濱及麥寮沿海一帶，南部的嘉南沿海及屏東墾丁等地，均富蘊藏相當大的風力潛能(如圖 5-1)。 圖 5-1 台灣地區 50m 高之平均基本風速與風能密度圖

17 台灣離岸式風力發電發展概況 台灣離岸風力電場建置風險及可行性分析 離岸式風場之先期相關調查研究、成本結構分佈及第一階段設
置離岸式風力發電廠方案的出爐，知道台灣推展離岸式風力電 場的風險性相當高，須考量之風險因素甚多，值得加以探討分 析，以下即假設廠商承攬一件離岸風場 BOT 案，為避免或降低 相關風險，以追求最大經濟效益，到底最主要的風險點在那裏。

18 台灣離岸式風力發電發展概況 離岸風場建置之風險因子初步影響及風險要因圖建構 (一).風險因子辨識
風險因子的選擇辨識，粗分為自然、經濟及專案特有等三種風險，再各細分其因子如表。

19 (二).風險因子排序及其矩陣圖 風險因子經選擇辨識後，依重要性選出 16 項因子排序，擬訂 其風險矩陣圖，再描繪出離岸風場建置影響圖，相關圖表如下。

20 離岸式風力發電之優缺點分析 及未來發展趨勢
離岸式風力發電之優缺點分析 及未來發展趨勢 就歐洲等國家發展陸域及離岸式風力電場之歷程與經驗，有關 離岸式風力發電之優缺點，經整理如以下表

21 離岸式風力發電之優缺點分析 及未來發展趨勢
離岸式風力發電之優缺點分析 及未來發展趨勢 目前，風力發電產業，離岸式風力電場的開發已成為主流，根據以上的 優缺點分析及全球發展離岸式風力電場之經驗，簡述離岸式風力發電的未來發 展趨勢如下。 (一).單機大型化，降低成本，提升風力發電機性能 由於離岸式風力發電的成本相當高，風力機的成本約占總成本之 40%左右，因此建立離岸式風力發電場，必須搭配大型風力機組，以增加 發電效率，且可節省各項運輸安裝支出。 (二).發展各項離岸式風力發電技術 陸上缺乏場址，離岸具有較高且較穩定的風速，海上蘊藏有巨大的 風力資源，亂流較小，可使風力機有較長的壽命，可減輕陸上開發壓 力，可減除噪音、景觀等影響顧慮，具有較高的發電效益。 (三).提升風力發電機製造技術 目前有許多廠家製造 3MW 機組或較大容量之風力發電機組，提升葉 片性能，減低風機及塔架之重量，提升發電機發電效能。

22 全球離岸風力發電發展概況 及未來趨勢 目前，全球風力發電產業，上游風力機的製造廠，均為國外大
全球離岸風力發電發展概況 及未來趨勢 目前，全球風力發電產業，上游風力機的製造廠，均為國外大 廠，全球市佔率前十大廠商，以丹麥Vestas公(22.8%)、美國GE 公司(16.6%)、西班牙Gamasa公司(15.4%)與德國Enercon公司 (14%)為首(詳見圖)。目前，台灣有能力經營風力發電廠的公司，除國營的台灣電力公司外，民營則有德商英華威等公司。 圖為2007年全球前十大風力機 製造商市佔率

23 全球離岸風力發電發展概況 及未來趨勢 離岸式風力發電為目前風力發電的主要趨勢，其是將風力發電機組移置海上裝置，每一風力發電機豎立於海面上，經過相關排列方式，則可組成風場(Wind Farm)，由於海岸風力資源相當豐富，也可避免大量土地利用及開發限制，但相對地，海面上施工的技術上開發、海底電纜的舖設及運輸裝置的一些問題也提高了該項工程的困難度。離岸式有較高且較穩定的風，且因海上蘊藏有巨大的風力資源，亂流較小可使風力機有較穩定的電力產能輸出，可減輕陸上開發壓力，減除噪音、景觀等影響顧慮，而有較高的發電效益。以下即就全球及台灣離岸式風力發電發展概況及未來趨勢，略作介紹。

24 全球離岸風力發電發展概況 及未來趨勢 全球離岸式風力電場發展現況
全球離岸風力發電發展概況 及未來趨勢 全球離岸式風力電場發展現況 歐洲為全球最早發展離岸式風力發電場之區域，自 1990 年瑞典建立了第一個離岸式實驗性風力發電場應用案例後，每年逐步成長，其歷年發展如圖 4-1 所示。目前全球離岸式風力發電場幾乎都在歐洲。截至 2007 年為止，全球共有 10 個國家設置 30 處離岸式風力發電場，除日本、中國各有一處外，其餘 28 處均在歐洲國家(詳表 圖1、圖2)，總計發電容量為1,145MW，年發電量為 3,985GWh。目前歐洲國家中，包括比利時、丹麥、芬蘭、法國、德國、希臘、愛爾蘭、義大利、荷蘭、波蘭、瑞典及英國等均有規劃或建造中之離岸式風力發電廠。 大型之離岸式風力發電場裝置在丹麥、英國等國。截至 2006 年止，以丹麥離岸式風力發電場裝置容量最大，丹麥 居次，英國 North Hoyle、Scroby Sands 及 Kentish Flats風力發電場分居次之。圖3 為全球主要大型離岸式風力發電場。

25 全球離岸風力發電發展概況 及未來趨勢 圖1 歐洲 1991~2007 離岸風力電場裝置容量 資料來源：EWEA 網站

26 全球離岸風力發電發展概況 及未來趨勢 圖 年底全球已運轉之離岸式風力發電場基本資料

27 全球離岸風力發電發展概況 及未來趨勢 圖 年全球新增之離岸式風力發電場基本資料

28 感言 剛開始接觸這門課程我很好奇，如何用風來發電經過這一學期 的課程，讓我了解很多關於風力發電的知識,風力發電對地球來
說是沒有汙染的發電方式，也許台灣目前做得不夠好，但我相 信無汙染的發電方式慢慢的會演變全世界的主流，我也期待未 來能接觸到這些種類的工作。

29 引用資料出處 小型風力機與大型風力發電國際市場介紹 張家銘 PPT 風力發電產業2013回顧與2014展望 康志堅 工研院產業經濟與區是中心(IEK)PTT 工研院 產經中心 游啟聰 永傳能源股份有限公司離案發電Q&A 台灣離岸風力發電之績效及風險評估

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