這 是 一 個 電力 自給自足 的 概念 所以 我們 以後 就 是 在 夏天 的 時候 就是 不用 開 冷氣 能夠 節省 用 台電 的 電力 太陽 的 光能 是 一 個 面積 大 密度 低 利用率 也 低 的 一 個 能量 但是 如果 我們 要 拿來 當作 石油 的 替代 能源 的話 就 必須 要 開發 它 成為 一 個 面積 小 密度 高 而且 利用率 也 高 的 能量 在 這 方面 原子能 委員會 核能 研究所 已經 有 了 令 人 興奮 的 成果 在 後方 這些 斜躺 著 長方形 的 板子 有點 眼熟 吧 它 在 很多 的 結構物 上面 都 可以 看到 類似 的 裝置 沒 錯 它 就是 太陽能 光電板 可是 它 跟 我們 一般 所 熟知 的 「 太陽能 屋頂 」 有點 不 一樣 看出 端倪 了 嗎 它 是 『 現代 夸父 』 系統 有 聽 過 夸父 追 日 的 神話 嗎 其實 我 也 是 現學 現 賣 的 我們 還是 請教 一下 專家 好 了 郭 博士 __UNDEF__ 您 好 您 好 能不能 給 我們 介紹 一下 這 個 「 夸父 」 系統 好 核能 研究所 在 92年 開始 投入 「 高聚光 」 或者 稱為 「 聚光型 」 的 太陽光 發電 系統 的 開發 工作 這 種 系統 主要 是 由 高效率 的 太陽 電池 聚光 裝置 以及 太陽光 追蹤器 組合 而 成 這 個 高聚光 的 太陽光 發電 系統 主要 的 應用 是 在 中大型 的 發電廠 或者 發電站 也 可以 用 在 家用 或者 是 社區 的 發電 尤其 是 在 高 日照量 的 一 個 地區 這 套 系統 的 模組 效率 呢 大都 介於 22% __UNDEF__ 到 24% 之間 遠 優於 一般 商用 的 面板型 的 太陽光 發電 系統 模組 的 效率 它們 大概 是 介於 13% __UNDEF__ 到 15% 國外 文獻 曾經 預估 在 2020年 這 個 高聚光 太陽光 發電 系統 的 發電 成本 每 度 電 可以 降低到 新台幣 三 塊 左右 就 可以 跟 這 個 傳統 的 石化 能源 來 相 抗衡 __UNDEF__ 郭 博士 這 好像 跟 我們 平常 所 認知 的 太陽能 光電板 不 太 一樣 能不能 再 仔細 的 介紹 一下 __UNDEF__ 好 __UNDEF__ 等一下 我 帶 你 去 展示 間 看 一下 我們 這 種 系統 的 模組 結構 請 這 個 高聚光 太陽光 發電 系統 主要 分為 三 個 部分 一 個 就 是 光學 裝置 的 部分 一 個 是 太陽 電池 的 部分 一 個 是 散熱 裝置 部分 剛 提到 過 利用 這 個 聚光 的 透鏡 可以 將 這 個 光線 聚焦 在 這 太陽 電池 上面 那 另一方面 我們 也 有 一 個 叫做 「 二 次 聚光器 」 把 一些 就是說 經過 透鏡 無法 聚焦 在 這 個 太陽 電池 上面 的 雜散 光源 再 經過 二 次 聚光器 的 反射 再 照射 在 太陽 電池 面積 上面 所以 這 個 聚光 透鏡 跟 那 個 二 次 聚光器 就 構成 這 個 光學 裝置 的 部分 另外 就 是 太陽 電池 最後 有 一 個 這 個 散熱 鋁板 因為 這 個 太陽 電池 經過 太陽光 照射 以後 溫度 會 提高 溫度 提高 的話 就 會 降低 太陽 電池 的 光電 轉換 效率 效率 最 高 的 太陽 電池 一般 做成 三 接面 三 接面 的 太陽 電池 可以 相當於 三 個 子電池 每 一 個 子電池 可以 吸收 不同 波長 的 這 個 太陽光 能量 像 最 上 層 的話 就 可以 吸收 這 個 紫外線 可見 光 還 有 一 部分 的 紅外線 中間 這 一 層 可以 吸收 可見光 還 有 一 部分 的 紅外線 最 底下 那 一 層 可以 把 紅外線 吸收進來 這樣 的話 藉由 這 個 三接面 的 太陽 電池 可以 把 不同 波長 的 太陽光 能量 都 吸收 進來 從 這裡 我們 可以 看到 就是說 一 個 高聚光 太陽光 發電 系統 一 個 模組 這 是 單晶 的 一 個 矽 太陽 電池 我們 可以 看出來 這 個 單晶 的 矽 太陽 電池 所 需要 用到 太陽 電池 的 面積 很 大 高聚光 太陽光電池 這 個 模組 需要 的 太陽 電池 很 小 很 小 同樣 的 輸入 光源 可以 產生 的 這 個 發電 的 能量 的話 高聚光 太陽光 模組 是 單晶矽 太陽 電池 的 三 倍 地表 上 不同 區域 因為 接收到 太陽 的 輻射熱 不同 而 形成 溫差 導致 空氣 的 流動 而 形成 了 風 風吹草 低 風動 葉 落 風 生 水 起 古人 一定 是 觀察到 這些 大自然 的 現象 而 體認到 風 也 是 一 種 動力 早 在 一千多 年 前 人類 就 懂得 借 風使力 古代 的 中國 與 波斯 那時 已經 會 造 風車 來 從事 農務 汲水 __UNDEF__ 灌溉 磨碎 穀物 等 都 以 風車 代勞 風 不 是 新 能源 但是 新 的 風能 技術 不斷 創新 風能 的 應用 範疇 關鍵 還是 在 能量 的 轉換 十九世紀 末 丹麥 的 氣象學家 保羅拉庫爾 製造 了 史 上 的 第一 部 風力 發電機 從此 風能 技術 就 以 發電 為 重心 風力 發電 系統 簡稱 風力機 或 風機 基本 上 還是 沿襲 風車 的 架構 大致 包括 葉片 輪骨 機艙 與 塔架 另外 在 操縱 方面 還 有 控制 方向 控制 葉片 頃角 與 煞車 的 系統 以及 永磁式 發電機 轉子 一般 在 風場 每 秒 3 公尺 的 微風 就 可以 帶動 風力機 發電 那 是 因為 風力機 上面 加裝 了 增速機 實際 輸出 的 力道 被 放大 至 每 秒 13 至 15 公尺 也 就 是 吹 得 大 樹幹 搖動 的 風速 至於 在 風輪 的 後面 裝 尾舵 是 要 它 發揮 類似 風向 標的 功能 確保 風輪 總是 對準 風向 我們 公司 是 一 家 德國 公司 我們 大概 是 在 2000年 左右 來到 台灣 開始 做 風力 發電 的 籌設 選擇 台灣 有 幾 個 原因 第一 個 就是說 我們 後來 發現 整 個 評估 以後 台灣 的 風 資源 特別 是 西海岸 的 風 資源 是 全 世界 排名 大概 第三 名 它 的 風 非常 的 好 另外 一 個 就是說 當然 這 是 一 塊 處女地 之前 從來 沒有 人 想 過 在 台灣 做 風力 發電 對 我們 來 講 我們 認為 它 是 一 個 機會 第三 個 我們 一直 認為 說 台灣 它 整 個 自產 能源 的 比例 非常 非常 的 低 大概 不到 3％ 台灣 97％ 的 能源 都 是 進口 的 當然 過去 台灣 並 沒有 大型 風場 的 經驗 我們 所有 的 興建 之前 都 是 根據 一些 測量 儀器 或是 一些 專家 的 推算 但 並 沒有 實機 後來 我們 發現 台灣 的 實機 其實 是 非常 好 的 跟 我們 相距 甚至 是 我們 預期 的 還 要 好 英華威 來 台 投資 之後 在 這裡 帶動 一 股 風力 發電 的 投資潮 整 個 西海岸 從 北 到 南 驟然之間 從 平地 拔起 一百多 架 風力機 這些 風力機 有 兩 個 特色 首先 它們 都 很 大 每 個 風力機 大約 都 有 2 mega watt 的 發電 能力 如果 細看 品牌 您 會 發現 它們 來自 世界 各 大 廠 好像 在 台灣 西海岸 開 風力機 博覽會 看來看去 都 找 不 到 MADE IN TAIWAN 好 大 的 傢伙 跟 一 條 鯨魚 躺 在 這裡 一樣 這 到底 什麼 東西 呀 我們 還是 請教 一下 張 博士 吧 嗨 __UNDEF__ 你 好 張 博士 這 是 一 個 什麼 東西 這 個 是 一 個 150 K 瓦風機 的 葉片 它 大概 13 米 長 的 葉片 13 米 長 13 米 長 __UNDEF__ 對 __UNDEF__ 應該 是 國內 第一 個 從 設計 從 氣動力 設計 一直 到 結構 設計 然後 一直 到 製程 開發 然後 國內 自己 工廠 製造出來 的 這 一 支 葉片 的 特點 就 是 因為 我們 是 因為 考慮 要 為 離島 來 開發 的 因為 我們 離島 就 是 要 運送 要 方便 再來 就 是 要 抗 強烈 颱風 那 像 這 一 支 可以 抗 到 70 米 每 秒 它 相當於 強烈 颱風 一般 我們 超級 強烈 颱風 大概 就 是 67 米 每 秒 以上 它 已經 可以 抗 到 差不多 70 米 每 秒 了 所以 是 非常 堅固 非常 適合 我們 本地 的 一些 特色 的 一 個 設計 我們 看到 外面 的 風機 就 是 慢慢 轉慢慢 轉 它 就 可以 發電 了 那 如果 颱風 來 的 時候 它 不 是 轉 得 很 快 那 會不會 燒掉 一般 的 風機 我們 為了 怕 說 它 超速 運轉 就 跟 我們 車子 也 怕 超速 也 需要 有 煞車 一樣 風 機會 設計 像 這 種 煞車 的 功能 煞車 有 好幾 種 第一 種 就 是 所謂 的 頃角 控制 葉片 可以 靠 改變 它 的 弓角 它 就 有 不同 的 空氣氣動力 它 就 可以 把 速度 減下來 所以 通常 我們 是 慢慢 從 低速 開始 發電 發電 到 一 個 「 額定 風速 」 之後 我們 會 讓 它 維持 在 一 個 「 額定 風速 」 萬一 風速 太 高 譬如說 高 到 20 米 每 秒 開始 是 輕度 颱風 或 中度 颱風 的 時候 我們 就 會 讓 它 慢慢 減速 下來 就是 靠 這些 頃角 的 控制 或者 是 追風 的 功能 這樣 來 改變 它 的 發電量 風機 的 追風 功能 有 兩 個 意義 第一 個 意義 就是說 它 去 正面 迎 風 取到 最 大 的 風 可是 當 風 太 大 的 時候 你 也 可以 利用 這 個 旋轉 的 功能 把 它 避掉 這 個 風 那 這樣 風 就 不會 進來 太 大 那 你 這樣 就 會 保護 你 的 機構 追風 裝置 它 有 一定 的 那 個 旋轉 範圍 嗎 通常 是 三百六十 度 都 可以 通常 是 都 可以 三百六十 度 都 可以 一般 汽車 的 動力 是 怎麼 來 的 呢 汽油 和 空氣 混合 以後 燃燒 燃燒 產生 熱能 熱能 經由 引擎 轉變為 機械 能 然後 推動 汽車 能源 在 轉化 形式 的 時候 難免 會 有 一些 損耗 損耗 的 多少 決定 轉換 的 效率 就 汽車 來 說 其實 大部分 的 熱 都 隨著 排氣管 散逸 到 空氣 中 效率 並 不 好 汽車 排出 的 廢氣 裡面 還 包括 對 人體 有害 的 未 完全 燃燒 的 燃料 一氧化碳 以及 各 種 氮 的 氧化物 在 石油 日漸 枯竭 廢氣 污染 日益 嚴重 的 當前 汽機車 的 動力 來源 確實 有 必要 檢討 了 在 這 種 氛圍 下 有 人 腦筋 急轉 彎 把 主意 打到 能源 的 轉化 上面 何不 把 化學 能 直接 轉變為 電能 呢 於是 就 想到 了 燃料 電池 燃料 電池 不 是 新 科技 早 在 十九世紀 就 問世 了 而且 是 一 名 法官 發現 的 1839年 英國 法官 威廉葛羅夫 爵士 在 實驗室 不 知 為什麼 突然 想 把 水電解 的 過程 「 倒行逆施 」 一 番 竟然 發現 氫氣 和 氧氣 因為 電化學 反應 會 產生 直流 電 就 這樣 這 名 法官 發明 了 燃料 電池