第五章 水力能源

1. 第五章 水力能源 • 水力能源的特性與種類 • 水力能源的評估 • 台灣水力能源開發現況 • 水力能源開發對環境之效應 • 水力能源開發的方向 fall-2002-chap5

2. 水力怎麼發電？ • 傳統水力電源的開發，依地理環境之不同而有各種方式，但均係利用水的落差及流量來推動水輪機，帶動相關之發電機來發電。 fall-2002-chap5

3. 水力怎麼發電？ • 所謂落差，即「前池」水位及水輪機中心線標高之差「前池」是水路末端水壓鋼管前的一水池川流式並無調整能力 fall-2002-chap5

4. 水力怎麼發電？ • 在調整池式電廠則具有一日的蓄水，在水庫式電廠則具有很大的儲水量所謂「流量」，即水從高處流經水輪機葉片時之水量落差及流量大小均與發電量成正比例 • 各種水力發電最大不同點，大致在其取水方式。 fall-2002-chap5

5. 電源開發規劃 電源開發規劃主要著眼於滿足未來用電需求，而影響未來用電負載之因素很多，包括： 1.政府經濟成長預測及策略 2.近期負載成長實績 3.產業結構變化 4.節約能源與汽電共生預測 5.人口成長率 6.國外經濟與能源情勢 fall-2002-chap5

6. 電源開發規劃 電源開發規劃主要著眼於滿足未來用電需求，而影響未來用電負載之因素很多，包括： 1.政府經濟成長預測及策略 2.近期負載成長實績 3.產業結構變化 4.節約能源與汽電共生預測 5.人口成長率 6.國外經濟與能源情勢 fall-2002-chap5

7. 電源開發方案修訂 • 每年電源開發方案修訂，主要依據事項有： 1.施工中電源工程進度 2.政府審核及規劃中電源計畫進度檢討 3.國際能源供應情勢 4.新廠址取得時程 5.現有機組運轉情形 6.緊急替代計畫 fall-2002-chap5

8. 電源開發負載現況 fall-2002-chap5

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11. 水力能源的特性與種類 • 落差發電基本原理：物流體自高處落下，由位能變成動能推動水輪機帶動發電機。所以水力發電的兩個要素為(1)落差或稱為高程差(2)流量或稱為單位時間的流水體積 fall-2002-chap5

12. 落差發電 • 落差發電 -- 壩式電力系統在河川的中上游利用人工構造物建一擋水設施，藉著高差直接將位能轉換為動能，進而換成電能。 fall-2002-chap5

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15. 落差發電 • 落差發電 --川流式電力系統在中下游河段，建一較小的攔河堰，把大量的水體引到水輪機，帶動發電機，直接由動能變成電能。 fall-2002-chap5

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17. 落差發電 • 落差發電 --抽蓄式水力發電在河川的上游建一個水庫(上池)，下游也建一個調節池。日常尖峰用電可以將上池的水放下發電，晚上則由核電廠的剩餘電力回送下池的水道上池，構成有效水力的重複使用。 fall-2002-chap5

18. 潮汐發電 • 單庫單項發電系統 • 單庫雙向發電系統 • 雙庫連續發電系統 fall-2002-chap5

19. 溫差發電 • 利用水面的溫海水雨水面下的冷水交換作用產生水流而發電，一般而言系統包括** 廠房** 海水管路系統** 動力傳輸系統 fall-2002-chap5

20. 水力能源的評估 • 水力能源的計算水位差與流量 • 水力能源經濟益本比與最大獲益 • 其他能源的比較火力、 核能與風力 fall-2002-chap5

21. 台灣水力能源開發現況 • 理論水力蘊藏量1163萬千瓦 • 可發水力能源約為理論值的50% • 最大蘊藏量濁水溪(189)與高屏溪(185) fall-2002-chap5

22. 台灣水力能源開發現況 fall-2002-chap5

23. 台灣水力能源開發階段 • 光復前的水力發電(--34) --總裝置22萬千瓦 • 光復後復舊期(34-39) -- 搶救既有電力 • 初步的水力發電建設(39-41) -- 大甲溪計劃 • 規劃建設階段(41-64) --曾文與德基(136KW) • 水力發電由主轉輔(64- ) fall-2002-chap5

24. 能源系統圖 fall-2002-chap5

25. 士林水力發電工程 • 本計畫係配合鯉魚潭水庫第二期工程－大安溪導水路工程，利用士林導水路落差與流量於隧道出口末端設置電廠發電。本計畫於大安溪中游士林吊橋處河床興建一混凝土重力壩，壩後形成調整池，調蓄上游大安溪流域之流量，進水口設於壩上游右側，引水經5,552公尺之壓力隧道至景山溪上游山腹內，設地下電廠發電，發電尾水洩放入鯉魚潭水庫調蓄，供下游公共給水。本計畫之設計水頭259.58公尺，電廠裝機二台，每台容量4萬瓩，總裝置容量8萬瓩。本計畫已於民國八三年八月開工，九０年七、九月各一部機商轉。 fall-2002-chap5

26. 景山水力發電計畫 • 本計畫係配合鯉魚潭水庫之落差及放水量於水庫下游興建景山電廠發電，以充分開發國內水力資源，增加電力系統之尖峰供電能力。本計畫設計水頭72.8公尺，設計流量35.0秒立方公尺，裝置容量22,000瓩，完成後可增加系統淨尖峰能力14,820瓩，年發電量69.92百萬度。本計畫預訂於民國九三年一月開工，九六年一月商轉。 fall-2002-chap5

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28. 德基發電廠 • 位於台中縣境內，係一水庫式發電廠，是大甲溪流域沿線五座水力電廠之樞紐。58年底開工，63年3部機組先後商轉，總裝置容量234千瓩。本工程原名達見大壩工程，耗資新臺幣51億餘元，承先總統　蔣公賜名「德基發電廠」。 fall-2002-chap5

29. 德基發電廠 fall-2002-chap5

30. 明潭抽蓄發電廠 • 與大觀二廠(總裝置容量1,000千瓩)同屬抽蓄式水力電廠，皆位於南投縣，均利用深夜剩餘電力抽水儲存於上池日月潭，尖峰負載時放水發電。本廠於76年9 月興工，82年至84年間六部機組陸續商轉，總裝置容量1,602千瓩，為亞洲第一、全球第四大之抽蓄電廠。 fall-2002-chap5

31. 明潭抽蓄發電廠 fall-2002-chap5

32. 鉅工發電廠 • 鉅工電廠為一調整池式發電廠，位於南投縣水里鄉鉅工村，水里溪與銃櫃溪交會三角地帶，為濁水溪流域日月潭區電力開發主要電廠之一。 fall-2002-chap5

33. 濁水發電廠更新計畫 • 濁水發電廠位於雲林縣林內鄉烏塗村，係引用雲林農田水利會所屬之濁幹線灌渠之流量發電。該廠興建於民國十二年，運轉迄今已逾七十年，機組老舊且效率偏低，亟待更新，近為配合政府集集共同引水計畫及六輕工業用水分水工程之興建，未來可供發電流量穩定增加，故積極進行其更新可行性研究，經初步評估結果，電廠擬裝設豎軸卡普蘭式水輪發電機組一部，裝置容量3,450瓩，年發電量為23.86百萬度。預計於民國九二年七月開工，民國九四年七月商轉。 fall-2002-chap5

34. 新武界隧道及栗栖溪引水計畫 • 本計畫擬於武界壩上游左岸新建武界進水口引水，經新建武界引水隧道放入日月潭，並於栗栖溪河床標高約760公尺處建混凝土攔河壩及進水口一座，攔取溪水，經新建重力式引水隧道引入新武界隧道匯合，再引入日月潭統合應用，除確保日月潭水源外，並增加日月潭進水量，可提高日月潭發電系統利用率及運轉可靠性。本計畫預訂於民國八八年一月開工，九三年四月完成。 fall-2002-chap5

35. 大觀發電廠一廠 • 大觀發電廠包括一所慣常水力發電廠簡稱為大觀一廠，及一所抽蓄水力發電廠簡稱大觀二廠。兩廠發電用水均取自日月潭，潭水來自濁水溪上游，在南投縣仁愛鄉武界地區築壩攔水，經13,727公尺長之隧道，引注於日月潭，形成離槽水庫，滿水面積8.3平方公里，最大水深27公尺，最大儲水量可達一億四仟二百四十萬立方公尺。潭水清澈，風光明媚，為本省觀光勝地之一。 fall-2002-chap5

36. 萬大發電廠位置及設備概況 • 萬大發電廠位於濁水溪上游，南投縣仁愛鄉親愛村萬大，為該流域電力開發之樞紐。 fall-2002-chap5

37. 萬大發電廠位置及設備概況 • 萬大發電廠為濁水溪水力發電工程重要一環，因位居該水系最上游，除可獲年平均發電量約二億六千七百萬度外，由於霧社水庫之調節功能，可增加日月潭進水量，使其下游之大觀、鉅工、明潭三發電廠可靠電力增加，俾益工業發展甚巨。 fall-2002-chap5

38. 萬大發電廠位置及設備概況 • 民國二十八年 萬大發電工程重要設施之霧社大壩興工。 • 民國三十二年 萬大發電廠第三部機竣工，開始發電，裝置容量15,300瓩。 • 民國三十三年 霧社大壩工程，因二次大戰而停工。 • 民國四十年 光復後，成立霧社工程處，準備復工。 • 民國四十二年 委託美國墾務局研究設計，將原設計之重力溢流壩改為拱形重力壩。 • 民國四十六年 霧社水庫部份工程竣工，開始蓄水，萬大發電廠一、二部機計20,700瓩裝竣併入系統供電。 • 民國四十九年 霧社水庫工程於八月底完成 fall-2002-chap5

39. 大觀發電廠二廠 • 大觀二廠緊臨一廠北側係一所新建完成之抽蓄水力發電廠，以日月潭為上池，另於水里溪中游築一混凝土重力壩為下池，進水口設於日月潭西岸，其下游接兩條頭水隧道，兩座平壓塔，兩條埋入式壓力鋼管，下端共分為四支，安裝四部抽蓄水輪發電機組，各有一條尾水道。緊臨尾水道出口即為下池。 fall-2002-chap5

40. 大觀發電廠 • 廠址: 南投縣水里鄉車埕村明潭巷73號 • 聯絡電話: (049)2774065 fall-2002-chap5

41. 高屏發電廠竹門分廠更新計畫 • 鑒於高屏發電廠竹門分廠至今已有九十年之運轉記錄，不但逾使用年限，且運轉效率低。為確保運轉安全，提昇效率，亟需更新廠內設備。本更新計畫係擬將竹門分廠進水口、重力隧道與明渠予以局部補修，並更新數座排砂閘門，新設前池、壓力鋼管、半地下廠房及尾水道等。更新後之電廠裝設管狀(S-type)水輪發電機組一部，設計流量14秒立方公尺，設計水頭22.63公尺，裝置容量2,670瓩，年發電量20.38百萬度。本計畫預定於民國九一年七月開工，九三年七月商轉。 fall-2002-chap5

42. 碧海水力發電計畫 • 本計畫係於和平溪支流和平南溪中游河床標高545.0公尺處構築混凝土重力壩一座，壩後形成調整池，調蓄上游流量，於壩上游右側設進水口，引水經一條長7,140公尺之壓力隧道至下游和平溪本流河床標高100.0公尺處右岸山腹內設地下電廠發電，廠內裝設豎軸佩爾頓式水輪發電機組乙部，裝置容量6.12萬瓩，發電尾水洩放入和平溪本流。本計畫已奉政府核定准予實施，預定民國八九年一月開工，九五年一月商轉。 fall-2002-chap5

43. 台灣電源發展方案 fall-2002-chap5

44. 淡水紅毛城（城堡，建造期一六二九年） (王留)公圳（灌溉設施，建於一七四０至一七六二年） 新店溪上游水力發電設施（水力發電，建於一九０三至一九０五年） 三義鄉龍騰斷橋（橋梁，一九０五至一九０八年）。 阿里山森林鐵路（鐵路，一九０三至一九一二年） 下淡水溪鐵路橋（橋梁，一九一一至一九一三年） 彰化扇形車庫（鐵路，一九二二年） 烏山頭水庫（灌溉設施，一九二０至一九三０年） 日月潭水力發電工程（水力發電，一九一九至一九三七年） 霧社大壩（大壩，一九三九至一九五九年） 台灣十大土木史蹟 fall-2002-chap5

45. 水力能源開發對環境之效應 • 經濟面的衝擊單目標與多目標發電計劃 • 環境面的衝擊水源區的衝擊—人文與生態的變化行水區的衝擊—河相與河川特性 fall-2002-chap5

46. 水力能源開發對環境之效應 • 社會面的衝擊土地使用的限制水權重分配使用者付費的影響 • 法律面的衝擊從水利處轉到環保署從經濟評估到環境影響評估 fall-2002-chap5

47. 水力能源開發的方向 • 非工程性的現況改善 • 社會公平性的研擬 • 環境品質的維持 • 小型水力發電的推廣 • 水力與其他電力系統聯合運作的評估 fall-2002-chap5

48. 環境品質的維持 fall-2002-chap5

49. KEY WORDS • HYDROPOWER • PUMPED STORAGE POWER PLANT • THEORECTICAL HYDROENERGY • OCEAN THERMAL ENERGY • TIDAL ENERGY • WATER RIGHT IN HYDROSYSTEM fall-2002-chap5