環境工程系

1. 前言 結果與討論 淨水場綠能應用之探討 小組成員：黃惠明 李伯毅 謝丞翔 黃宇詩 梁凱琳 指導老師：許蕙琳老師 環境工程系 全世界80%的能源供應，來自於煤、石油、天然氣等石化燃料，在人類的大量開採下即將消耗殆盡。國際能源總署（International Energy Agency，IEA，2008）預估2050年，全球因能源需求，人類未來行為都必須朝向能源自主、再利用與節能低碳的方向前進，尤其全世界（京都議定書）都希望並要求降低二氧化碳之排放量，再利用與節能低碳的方向前進，生生不息且潔淨之再生能源，如風能、水力能、太陽能等綠能。因此生生不息再生能源之發展已成為當前重要且迫切之課題，其中又風能、水力能、太陽能兼具綠能特性較被為重視。 水力發電: 南化水庫的降雨量除了集中在6至9月之外，其餘降雨量皆不及50mm的枯水期。雖然水量大，但是常年水量並不穩定，在水能的利用上，顯然並不具發電利用的潛能。但在淨水場方面，由於南化淨水場是台南地區重要的民生用水來源，在操作須維持24小時的連續供水，所以在水量方面，如圖1顯示，常年水量約維持在107M3/月左右，具有定量的情況。 圖1 南化場之降雨量與取水量分佈 太陽能: 資料顯示，台南地區的日照數從86.8小時至283.1小時不等（圖2），若以目前太陽能商用矽晶電池模組每一kw需8至15m2為依據，淨水場全年日照數在2,023至2,314小時之間（台南地區），發電容量62KWp約需設備面積600 m2，工程費用1,380萬元。在成本考量上，根據經濟部能源局「太陽光電發電系統設置補助作業要點」，每千瓦可補助15萬元，62KWp可補930萬元，因此淨水場發展太陽能發電補助系統，實具有投資的效益，值得推行。 圖2 台南地區之全年日照時數(1998-2008) 風力發電: 目前一般風力發電機的起動風速約介於2.5～4 m/s，於風速12～15 m/s時達到額定的輸出容量，風力發電機的高度越高越好。高度越高，風力亂流的擾亂越少。研究顯示，南化淨水場平均風速為為3.32 m/s，80%風速低於5 m/s（圖3），雖然方圓100m之內，無其它障礙物，但尚不符經濟額定發電容量之風速，顯然淨水場的風力利用以微型規模為宜，僅提供緊急電源之使用即可。 圖3 南化淨水場之玫瑰風向圖