Transcript 講義下載1 - 國立雲林科技大學工程學院

SMPSLAB
Switching Mode Power Supply Laboratory
National Formosa University
Department of Electrical Engineering
台灣綠能科技概況與展望
邱國珍 博士
虎尾科技大學 電機系副教授
2011.03.14
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內容
SMPSLAB
Switching Mode Power Supply Laboratory
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Department of Electrical Engineering
98年全國能源會議總結報告
2010年能源產業技術白皮書
綠色能源產業旭升方案
SWOT分析
綠色當道-台灣的風力發電
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98年全國能源會議總結報告
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Department of Electrical Engineering
一、新能源科技
二、再生能源
三、能源產業發展與配套
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一、新能源科技
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(一)推廣新能源科技應考量新興或適合發展地區之特性，
鼓勵補助民間、學校設置示範新能源及再生能源設施，
開放民眾參觀，以推廣能源教育。
(二)氫能系統：儲氫技術、產氫技術、運送技術及氫能
載具以及燃料電池與氫內燃機之研發、應用與推廣。
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一、新能源科技
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(三)海洋能源：進行波浪能、洋流能(黑潮能)、潮汐能、
溫差發電利用研發。
(四)地質能源：地熱、化石能源新利用(整合氣化複循環
系統IGCC)、甲烷水合物開發研究。
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一、新能源科技
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(五)節能與減碳技術研發：
1.台灣發展淨煤、碳捕捉與封存技術：建立淨煤與二氧化
碳捕獲封存（CCS）及再利用技術。
2.冷凍空調：提升冷凍空調系統節能及創新技術研發。
3.建築節能：提升建築能源管理及加強節能材料與再生建
材利用技術研發。
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一、新能源科技
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(五)節能與減碳技術研發：
4.交通運輸：健全綠色運輸系統及提升運輸系統能源使用
效率。
5.工業能源：調整產業結構及開發製程節能技術。
6.照明與電器：建立高效率先進光源系統與電器技術及節
能管理技術。
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一、新能源科技
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(五)節能與減碳技術研發：
7.智慧電網：以先進資訊、通訊與電力電子技術建構全台
智慧型電網，創造一個優質、高效率、服務導向及環保
之電力網路。
8.先進讀表基礎建設：規劃高壓與低壓用戶的智慧型電表
之研發與換裝，以及高低壓用戶電力資通訊網路基礎建
設的全面安裝及運轉。
9.建議國家的研發計畫應包括制定足夠的誘因，吸引或委
託民間研發，並應加列節能與減碳關鍵技術研發。
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二、再生能源
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(一)太陽能：太陽熱能、有機太陽能電池、半導體太陽能電
池、高聚光太陽能發電系統等轉換率提升。
(二)風力發電技術發展：風能評估技術、風力機關鍵技術、
測試與驗證平台、陸/海域風力機研發自製率提升。
(三)生質能源：纖維素生質酒精（乙醇）、非糧食作物生質
酒精、生質柴油、沼氣、裂解油、生質丁醇等液態、固態、
氣態生質燃料之生產研發。
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二、再生能源
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(四)發展再生能源應考量各地區特性、裝設位置的適當性及
減少能源輸送損耗等，並優先於社區型、住宅集中區或
偏遠地區發展，以避免發生有電無用情形。
(五)鼓勵大學建立再生能源(太陽能、風力、地熱、海洋溫
差等)相關學程, 以培育再生能源人才, 建立相關產業及就
業機會。
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三、能源產業發展與配套
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(一) 我國太陽光電及LED照明產業已漸具經濟規模、並處
於快速成長階段，以著重技術突破、提升競爭力為發展
策略。
(二)就國內產業規模尚處於萌芽階段之潛力產業，如風力發
電、生質燃料、氫能、燃料電池、能源資通訊、輕型電
動車等產業，以協助產業研發、取得關鍵技術為主要策
略。
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三、能源產業發展與配套
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(三)建議政府在三年內完成10萬戶太陽能屋頂計畫。
(四)加強產官學合作，強化技職教育與開設產業專班；開
設科技學程，提升能源產業競爭力。
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2010年能源產業技術白皮書
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能源國家型科技計畫
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• 產業前瞻性科技研發的先導「能源國家型科技計
畫」，包括能源科技策略、再生能源技術、節能
減碳技術及人才培育等四個重大方向。
• 行政院於2009年4月啟動「綠色能源產業旭升方
案」，以做為我國能源產業發展的上位原則。
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MOEA
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綠色能源產業旭升方案
經濟部
2009年4月23日
新聞發布版
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我國綠色能源產業發展布局
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一、當前發展的重點產業
98年全國能源會議對我國未來能源產業發展之討論，結論建議應「選定重點
產業，依產業特性與技術潛力加以扶植」。
節能社會低碳經濟
發展潔淨能源
源
台灣可發展 的
再生能源
積極節約能
太陽能、風能、生質能、 節能照明、效能空調、
氫能與燃料電池、水力、 省能運具、高效能能
海洋能、地熱
源 管理
台灣可運用 的
節能方式
綠色能源產業
主力產業(能源光電雙
雄)
太陽光電、LED照明
已有產業良好基礎，具躍升
能量
一般具潛力產業(能源風火
輪)
風力發電、生質燃料、氫能與燃料電
池
能源資通訊、電動車輛
技術發展處於研發階段，具產業發展條
件
17
2
MOEA
二、綠能產業發展五大總體驅動
力
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・運用技術突圍、關鍵投資、
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環境塑造、出口轉進及內需 擴大
等五大策略，引領台灣 成為能源
科技及生產大國
綠色能源產業大國
・針對產業已漸具經濟規模、
並處於快速成長階段的主力 產
業，如太陽光電及LED照 明，
以著重技術突破、提升 競爭力
、增加投資、拓展海 外新興市
場為主。
全球市場商機
國內市場
・就產業規模或應用市場尚處
於萌芽階段之潛力產業，如 風
力發電、生質燃料、氫能 與燃
料電池、能源資通訊、 電動車
輛等，以協助產業研 發、取得
關鍵技術、建立國 內市場示範
應用、維持產業 活力等為主要
策略。
內需擴大
進
技術突圍
政策推
力 市場
拉力
出口轉
國內生產能
量 與產能
(產業競爭力
)
環境塑造
關鍵投資
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政策驅動
力
技術突圍
關鍵投資
環境塑造
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五大政策驅動力及方案內容
Department of Electrical Engineering
方案內容
•結合「能源國家型計畫」發展相關科技，支持綠能產業，並培
育菁
英人力。
•5年內至少投入200億元經費，提升七項綠能產業之關鍵
技術效率
及協助建立自主化技術。
•成立「綠能產業技術服務團隊」，協助廠商全面提升技
•大型綠能投資計畫，列入國發基金優先重點投資項目，帶動
術水準。
產業投
資風潮。
•國發基金優先投資5家創投基金，轉投資綠能產業，協
助一般投資
案資金問題。
•成立「綠能產業服務團隊」，協助廠商排除障礙，促進
•儘速完成「再生能源發展條例」立法程序。
投資。
•建構「再生能源、節約能源產品標準及檢測平台」，與
國際同步，
•建置「綠能產品國際驗證實驗室」，以利外銷
訂定產品相關法規、標準。
。
•依全國能源會議結論建構新技術產品驗證場域，驗證新能源
技術與
產品之可靠性。
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五大政策驅動力及方案內容
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(續)
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政策驅動
力
出口轉進
內需擴大
方案內容
•藉兩岸搭橋計畫完善產業價值鏈，擴大市場，以利全球布
局；
並規劃利用試點市場創造綠色產品商機。
•組織海外參展/拓銷團，規劃2年計20團，協助廠商儘
速切入國
際大廠供應鏈。
•運用新鄭和計畫出口貸款、轉融資與保險計55億元，
拓銷海外
•儘速通過「再生能源發展條例」創造650萬瓩再生能源市
新興市場。
場。
•「振興經濟擴大公共建設投資計畫」納入10%綠色內涵，
營造
需求
•補助新興綠能產品示範應用。
•預計五年內政府將投入250億元推動再生能源與節約
能源之設
置及補助。
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個別綠色能源產業發展策略
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一、能源光電雙雄產業
(一)太陽光電產業發展現況與願景
總產值(億元
市場地位
全球前十大太陽電池廠商
)
4500
1.目前上游矽晶廠商計7
2008 排 廠商名稱
策略
名
家、中游電池模組45 家
1
Q –Cells(德
、下游系統應用29家 效益
)
2. 2008年產值1,011億元
2
First Solar(
美)
3
Suntech(尚德,
3.太陽電池產量居全球第4
中)
4
Sharp(日
，其中茂迪為全球第8大
)
4.太陽電池產品98%外銷
5
JA Solar(晶澳,
中)
6
Kyocera(
，主要出口地為歐洲
7
8
9
10
日)
Yingli(英利,
中)
Motech(茂迪,
台)
SunPower(
美)
Sanyo(日
)
資料來源:PV News,
Photon
Internationa
l,
2007
IEK(2009/0
4)
產值：4,500億元 就
業人力：45,000人年
全球前三大太陽
電池生產大國
完整的太陽光電
產業群聚國家
2300
國際PV能源技
術研發重鎮
1011
2008
NOW
2012
15
20 時間(年)
6 21
MOEA
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(二)LED照明光電產業發展現況與願景
總產值(億元
)
5400
全球高亮度LED光源產業分布圖
歐洲
10%
亞洲
76%
北美
14%
資料來源：IEK整理
(2007)
2007
日本47%
台灣16%
中國10%
韓國 3%
1600
460
2008 NOW
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市場地位
產值：5,400億元 就
1.目前上游光源廠商
業人力：54,000人年
計 50餘家、中游模
組40 家、下游燈具
策略
2.LED光源產量全球第1，產
應用百餘家
效益
值第2(占16%)，其中晶電
為全球最大高亮度LED晶粒 高值化LED照明
廠商
產品生產基地
3.背光模組產值全球第
1
4. LED照明產品72%外
銷，
全球最大LED光
主要出口地為中國
源及模組供應國
2012
2015
時間(年)
7 22
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二、能源「風火輪」產業發展現況與願景Department of Electrical Engineering
總產值(億元
)
1680
市場地位
產值：1,680億元 就
業人力：16,800人年
產值尚低：
•氫能與燃料電池4億
元
•風電35億元
•能源資通訊80億元
•生質燃料10億元
•電動車輛2.8億元
策略
效益
全球風力發電系
統供應商之一
競爭地位
562
132
NOW
2007 2008
成為全球燃料電池
系統組裝生產基地
缺乏自主技術
•氫能與燃料電池：核心元
件
•風電：系統整合技術
•生質燃料：新料源技術
•能源資通訊：系統整合
•電動車輛：高安全高能量
密度
鋰電池
建立國內生質燃
料自主供銷系統
國際能源資通訊
供應體系一員
亞太地區電動車
輛主要生產基地
2012
2
015
時間(年)
8 23
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預期效益
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一、發展綠能產業成為台灣產業新的生命力
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透過旭升方案，引領台灣產業朝向低碳及高值化發展，預估產值可由2008年的
1,603億元(占製造業1.2%)提高至2015年1兆1,580億元(估計約占該年製造業 總
產值6.6%)，約可提供11萬人就業機會。
創造產值：2008年：1,603 億元 2012年：4,752億元 2015年：1兆
1,580億元 就業人力：2008年：16,030人年 2012年：47,520人年
二、建立台灣成為能源技術與生產大國
2015年：115,800人年
5年內至少投入技術研發經費約200億元，未來並將逐步擴增。 以
達兆元產值規模估計，可望帶動民間投資2,000億元以上。 預期
可發展成為
主力產業(能源光電雙
雄)
1.全球前三大太陽電池生產
大國
2.全球最大LED光源及模組
供應國
一般具潛力產業(能源風火
輪)
1.全球風力發電系統供應商之一
2.國內生質燃料自主供銷系統
3.全球燃料電池系統組裝生產基
4
地. 國際能源資通訊供應體系一員
5. 亞太地區電動車輛主要生產基
地
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預期效益(續)
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三、塑造我國節能減碳新風貌
估計5年內政府將投入250億元推動再生能源與節約能源之設置及補助，有助於
引領台灣逐漸走向低碳社會與低碳城市，其中顯著性的表徵如下： – 2011年完成
在亞洲領先的大型太陽光電電廠 (4 MW) 建造
– 2011年完成全國交通號誌燈 (70萬盞) 全數使用LED燈，領先全球
–今年起展開氫能與燃料電池市場應用示範，逐步邁入氫能應用時代
– 2009年起高/低壓用電戶分階段全面佈建智慧型電表，建立先進讀表系統架
構(AMI)，包含智慧型電表、通訊系統及電表資料管理系統建置，開創智慧 節能
時代
–今年起展開4年10萬輛電動機車補助計畫，逐漸進入電動機車寧靜革命階段
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我國能源產業科技研發之現況及成果
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一、太陽光電產業科技研發
矽晶太陽電池技術、太陽光電模組技術研發、太
陽光電系統技術研發、染料敏化太陽電池實用化
技術及太陽光電模組驗證實驗室建置等。
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我國能源產業科技研發之現況及成果
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二、LED照明產業
(一) 高效率高出光LED封裝技術
(二) 高效率LED照明光電模組技術
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我國能源產業科技研發之現況及成果
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三、風力發電產業
(一) 高可靠度增速齒輪箱開發
(二) MW級雙饋式感應發電機電力轉換器技術開發
1. 進行雙饋式感應發電機電力轉換器之模擬分析及
規劃建構測試驗證平台。
2. 進行智慧型控制之四象限式電力轉換器之開發。
(三) 開發離岸風力機抗颱耐震利基關鍵技術
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我國能源產業科技研發之現況及成果
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四、生質燃料產業
(一) 固態廢棄物衍生燃料(RDF-5)應用
(二) 中小型廢棄物熱利用系統開發與示範
(三) 生質燃料技術開發
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我國能源產業科技研發之現況及成果
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五、氫能與燃料電池產業
(一) 產氫技術、儲氫技術與儲氫材料開發
(二) 定置型燃料電池發電系統整合技術
(三) 高溫質子交換膜開發
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我國能源產業科技研發之現況及成果
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六、能源資通訊技術
(一) 併聯技術開發
(二)開發智慧型能源感測儀錶技術及能源監控管理平
台
(三) 開發家庭電器待機電力管理插座
(四) 分散型電網控制技術開發
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我國能源產業科技研發之現況及成果
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七、高效率冷凍空調技術
(一) 高效率冰水機開發及中央空調系統效率提升
(二) 小型空調設備、產業與住商冷凍技術、新冷
媒開發與變頻控制與壓縮機技術
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我國能源產業科技研發之現況及成果
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八、混合動力車零組件關鍵技術
(一) 18kW/950 kg載具車串並聯混合動力系統發展
(二) 液壓控制 Continuously Variable Transmission （
CVT ）雛形機
(三) 節能車輛與零組件研發整合
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我國能源產業科技研發之現況及成果
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九、電能儲存材料與系統技術
(一) 開發混合動力用高功率鋰電池及材料系統
(二) 鋰電池應用特性研究與應用技術開發
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我國能源產業科技研發之現況及成果
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十、建築節能與能源管理技術
(一) 建築物外殼節能材料開發及應用
(二) 節能建材功能測試及驗證
(三) 能源管理專家診斷系統程式開發
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再生能源推動目標
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• 2005年設定目標 ： 2010年再生能源發電之占比
將達10%（513萬瓩）
• 2008年行政院產業科技策略會議（SRB）訂的
目標 ：再生能源包括太陽能、風能、水力發電、
生質能發電等，於2025年應達到全國發電量的8%，
占發電裝置容量為20%。
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SWOT分析
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我國太陽光電產業技術發展SWOT分析
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優勢（Strengths）
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劣勢（Weaknesses）
1.國內太陽電池光電轉換效率與國際大
廠仍有段差距，需持續投入研發。
1.國內半導體產業人才基礎雄厚，發展
結晶矽太陽能進入障礙低。
2.矽原料缺乏，影響國內太陽電池生產、
銷售。
2.國內半導體製程管理經驗豐富，適合
轉型投入太陽電池生產領域。
3.太陽光電生產設備尚在開發，自製比
率仍須提升。
機會（Opportunities）
威脅（Threats）
1.全球太陽光電市場呈現30%高度年成
1.國內無上游矽原料生產，為日、德、
長率。
美少數供應商所提供。
2.能源危機，石化能源價格高漲，加速
2.中國大陸已通過再生能源法，以內需
替代性再生能源需求開發。
市場誘因扶植國內產業競爭力，已有
3.環保意識抬頭，京都議定書2005年2
數百家廠商投入太陽光電產品生產。
月16日實施，潔淨能源議題受重視。
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風力發電設備產業之SWOT分析
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優勢（Strengths）
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劣勢（Weaknesses）
1.我國規劃中的風力發電裝置容量目標
高，內需市場明確，具產業誘因。配
合「非核家園」之願景與推動，為國
1.市場切入時機晚，產業尚未萌芽，待
內自主風力發電產業之發展提供政策
扶植建立。
之利基。
2.風力發電機組開發需要投入大量資金，
2.台灣之機電、電控、資訊、鋼構元件
難以面對跨國性世界大廠競爭。
及相關工程產業技術能力已發展至相
當水平，利用國內相關技術能力，可
作為風力發電機組研發之基礎。
機會（Opportunities）
威脅（Threats）
1.近年來國際上風力發電發展快速，裝
1.知名風機大廠以高可靠度之風力發電
機容量每年25%以上的速度增長，國
技術瓜分國際市場。
際市場熱賣，供不應求。
2.國際大廠正積極全球性佈局，且興起
2.亞洲地區之市場有極大之成長空間，
購併風潮，後起之秀被迫與其合作。
以台灣的技術基礎，有機會成為零組
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但同時也是機會點。
件設計與生產基地。
生質能技術SWOT分析
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整體生質能發展競爭力分析
優勢（Strengths）
劣勢（Weaknesses）
1.與化石燃料混合使用，可供基載電力。 1.能源藻類養殖與利用技術僅有示範計
畫，成本仍較高尚未商業化。
2.生質燃料可取代運輸用化石燃料。
2.料源供應與品質較不穩定。
3.價格與成本較多數再生能源為低。
機會（Opportunities）
威脅（Threats）
1.清潔發展機制（CDM）有利跨國利用。1.料源具有衝突性，如糧食、紙業。
2.技術發展與化石能源技術相輔相成。 2.耕地面積受限。
40
我國發展地熱發電之SWOT分析
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優勢（Strengths）
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劣勢（Weaknesses）
1.地熱能源是無需進口的自有能源，台灣位
1.火山型地熱蘊藏較豐沛，但熱液酸度高、
於太平洋火環帶，溫泉也多，顯示具有地
腐蝕性強對發電設備有不利之影響。
熱資源開採利用的潛力。
2.裂隙型地熱已證實在發電機利用的技術
2.國際在地熱發電利用上，已有近五十年的
可行性，但地熱蘊藏規模相對較小，需
商業運轉經驗，代表地熱發電技術可行性
克服經濟可行性的問題。
和經濟可行性已充分得到驗證。
機會（Opportunities）
1.油價近年來維持飆漲的情況，驅使能源價
格持續攀高，以及京都議定書的效應，導
致溫室氣體排放管制將日趨嚴格，這些發
展趨勢都有利於地熱發電競爭力的提升。
2.全球的地熱發電裝置容量，在2000至2005
年間成長達12%，足以證明其在發電利用
上的競爭力。
威脅（Threats）
1.由於目前國內市場的市電價格維持低檔，
對於再生能源利用來說，是一向極為不
利的發展障礙，因此需要適度調高蒐購
電價，才有可能促成民間投入地熱發電
的產業。
2.地熱發電的產業形成，需要有完整的技
術支援產業來協助，才有可能永續發展。
而國內的地熱發電已中斷近15年，重新
起步的初期，是必須仰賴國外技術能量，
41
投入額外的成本將難以避免。
海洋能開發推動SWOT分析
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優勢（Strengths）
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劣勢（Weaknesses）
1.海流：黑潮流經台灣週邊，海流速 1.海流：
度及流量大，在蘇澳外海、花蓮外
(1)合適開發之廠址水深均大於100m，
海 、 綠 島 及 蘭 嶼 年 平 均 流 速 在 且離岸距離在20公里以上。
1.2m/s以上，具有GW級的潛力發
(2)缺乏長期之觀測資料。
電裝置容量。
2.潮汐：離島地區無天然峽灣可供建壩；
2.波浪：台灣東北部有較大波能，離
台灣本島的平均潮差小且海岸地形不適
岸地區可達10kW/m以上。
合開發。
3.潮汐：金門、馬祖潮差可達5m，接 3.波浪：颱風多，岸基型設備易損壞；離
近經濟性理想潮差發電之條件。
岸式則技術門檻較高。
機會（Opportunities）
威脅（Threats）
1.海流：國外海流發電技術逐漸成熟，
可考慮技術引進方式。
1.國內進行海洋能源利用需面對嚴峻的颱
風及地震等自然環境之考驗。
2.波浪：國外海浪發電技術的開發以
趨商業利用水準，可考慮技術引進 2.東部地層有滑動的危險性。
42
開發波浪能。
我國發展氫能產業之SWOT分析
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優勢（Strengths）
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劣勢（Weaknesses）
1.已建置所需人才、設備及技術。化
1.基礎研究能力有待加強，氫能源和燃料
學、材料科學與能源系統技術已具
電池技術遠落後歐美日先進國家。
有不錯的基礎研究能力。
2.研究經費及人力有限，遠低於歐美日先
2.目前我國政府已重視氫能技術與燃
進國家。較不利基礎性及較長期投入之
料電池的研發，會逐年增加氫能的
技術研發。
研究經費。
機會（Opportunities）
威脅（Threats）
1.我國能源有98%仰賴進口。
2.由於能源短缺，隨能源價格快速上 1.可能的氫能用戶，尚無使用氫能的經驗。
漲，有利氫能源與燃料電池科技的 2.尚無足夠好的未來商業應用/推廣規劃。
發展。
43
電動車輛發展SWOT分析
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優勢（Strengths）
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劣勢（Weaknesses）
1.國內在小引擎及小型電動動力產品 1.國內汽車受限技術母廠，產業自主性較
與技術有優勢。
低，不易帶動零組件發展。
2.國內少量多樣商產品質與成本控制 2.國內先進車輛產業與產品尚未建立，僅
技術具有一定競爭力。
於研發及雛型件驗證階段。
機會（Opportunities）
威脅（Threats）
1.大陸市場車輛成長與需求快速增加。
業界啟動自主車行開發計畫。發展
自主先進省能車輛並具帶動零組件
1.日、美汽車大廠專利佈局相當完整。
發展效益。
2.油電混合動力車 （HEV）整合性 2.豐田汽車公司將於中國大陸生產Pirus油
電混合動力車。
高，國內廠商藉由車輛電子技術
整合應用，提升技術門檻並藉此
加入國際分工體系。
44
我國在儲能鋰電池技術之SWOT分析
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優勢（Strengths）
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劣勢（Weaknesses）
1.國內在小型鋰電持之研製以有完整 1.多家鋰電池廠生產經濟規模不足，價格
技術經驗。
難與大陸市場競爭。
2.3C應用電池模組技術成熟，居領先 2.現有鋰電池廠獲利不良，尚未投入新領
地位，佔有國際市場超過50%。
域之研發。
機會（Opportunities）
威脅（Threats）
1.歐盟2006年7月起執行Rohs指令規 1.中國大陸因應2008年奧運，大力投入電
動車輛及電池技術開發，並挾其廣大的
定，將促使原使用鎳鎘、鉛酸電池
市場，進步快速。
業者改採鋰電池或鎳氫電池。
2.油價大幅上漲，電動車輛使用上更 2.韓國鋰電池上、中、下游結構完整，亦
已投入電動車輛應用。
具誘因。
45
我國高效率冷凍空調技術之SWOT分析
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優勢（Strengths）
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劣勢（Weaknesses）
1.國內冷凍技術領域之研究已多年，
具備良好之熱流技術研發人力及設 1.國內半導體設備產業缺乏，故相關製程
備。
改善之成果難尋配合廠商進行驗證。
2.研發單位過去已和產業界建立良好 2.國內部分關鍵材料及零組件技術缺乏，
之互動，有多項產品共同開發之實
致使技術獨立之困難度增加。
務經驗和能力建立。
機會（Opportunities）
威脅（Threats）
1.國內傳統冷凍空調產業紛紛尋求技
1.國內家電業者經濟規模不大，成本不易
術升級，開發高功能及高附加價值
降低，亦無法有效資源投入研發，不易
之產品。
與國外冷凍空調大廠競爭。
2.地處亞熱帶新興市場地利之條件，
2.我國已逐漸邁入已開發國家之林，對環
技術發展具獨特性，製造生產可與
保要求日益嚴苛，致使廠商成本日增。
大陸截長補短，有效分工。
46
傳統高效率照明技術SWOT分析
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優勢（Strengths）
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劣勢（Weaknesses）
1.完整的零配件工業，零件製造 、模
具製造、組裝能力靈活。
1.缺乏專業照明技術人力，技術人才難覓。
2.電力電子技術、資訊電子技術等運 2.燈具產品設計能力不足。
用技術上，本土開發能力強。
機會（Opportunities）
威脅（Threats）
1.全球綠色照明潮流，數位相機與智 1.中國大陸研發人才濟濟，基礎光源技術
能化電子技術結合成市場需求之主
遠優於國內，因此影響後續開發HID燈
流，極具高附加價值。
電子安定器發展優勢。
2.材料及前瞻奈米技術切入照明系統 2.多數製造已轉移到大陸，產業轉而就近
應用，可望帶動優質、高效率照明
從大陸尋找合作夥伴，影響技術成果推
廣。
技術發展。
47
LED照明產業SWOT分析
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優勢（Strengths）
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劣勢（Weaknesses）
1.擁有LED照明相關之LED光源、光
電模組及產品開發相關技術及相
1.LED發光效率落後20Lm/W且缺乏晶片
關專利。
設計及製程核心專利。
2.LED產業結構完整，研發技術實力
雄厚，產量能力全球第一；照明產 2.欠缺LED元件 、產品標準及測試驗證
規範。
業製造技術優良，擁有行銷通路應
變能力佳；後續承接技術與推廣應
用實力堅強。
機會（Opportunities）
威脅（Threats）
1.傳統照明產品性能也持續提昇，但價格
1.全球綠色照明潮流，市場需求日增， 更具優勢，LED在一般照明之應用有阻
長期必然會成市場主流。
力。
2.效能不斷提昇，各種新應用的產品 2.中國大陸積極發展LED照明產業及應用，
不斷推出，帶動市場需求。
產品技術雖不及我國，但應用市場大，
48
成本優勢明顯高於我國。
分散式電源電力電子技術SWOT分析
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優勢（Strengths）
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劣勢（Weaknesses）
1.國內電力電子廠商具備成熟的電力
轉換技術，若再補足系統控制與倂
1.目前內需市場不明確，無法吸引廠商投
聯相關技術之發展將可容易切入市
入。
場。
2.過內相關電力調節器及併聯產品規範及
2.國內太陽光電產業結構已初步成形，
檢測方式上不明確。
藉由產業鏈的形成，將可促進電力
調節器的快速發展。
機會（Opportunities）
威脅（Threats）
1.環保意識高漲，京都議定書之簽訂
及石油價格持續攀昇，促使全球綠
1.歐、美、日廠商已具品牌優勢。
色能源市場快速發展。
2.大陸已有再生能源電力電子產品專業廠
2.國內風力發電市場逐步興起，可策
商。
略性與國外大廠合作發展本土性風
力機想關產業。
49
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智慧型電梯節能技術研發
--新型整合型驅動系統研製
50
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創新點
(1)將直流鏈的電容由並聯改為
串聯形式，使兩級電路整併
結合為單級電路控制。
1Φ
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3Φ
Control drive
(2)將傳統由電阻消耗之煞車系
統改為雙向能量再生功能，
結 合 UPS系統供電至 DC電
源、照明等設備。
Motor
Inverter
Converter
1Φ
Control drive
Motor
Inverter
Converter
3Φ
Control drive
51
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節能優點
(1)使用新型調變技術驅動
主開關，降低主開關切
換次數，將可提升轉換
器效率 。
(2)將電源側調為單位功因
之弦波，以降低線路損
失及提高電力品質 。
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C
S1
vC
S3
S5
S7
vs
SM
S2
S4
S6
S8
S10
UPS
Bidirectional
DC/DC
v
i
(3)應用一雙向轉換器將煞
車能量回充至電池儲能，
以達節能效果。
S9
Drive
system
DC/DC
Control
Circuit
Battery
52
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綠色當道
台灣的風力發電
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1 53
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內容
•風力發電產業背景
•風發電機技術簡介
•台灣風力機械業的現況
•結論
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2 54
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綠色產業背景說明
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• 依京都議定書之決議，2012年前，主要工業發達國家
溫室氣體排放量要在1990年的基礎上平均減少5.2％。
風力發電是屬綠色電力(Green Power)，每發1度電約
較傳統能源減少1kg CO2及少量Nox， SO2等污染物排
放，有助於二氧化碳的減量，且是永續的千年能源。
• 經濟部「綠色能源產業發展計畫」，選定太陽光電、
太陽能熱水系統、風力發電、生質柴油、氫能及燃料
電池、LED照明、冷凍空調、混合動力車輛等八大產業
為重點輔導對象。並擬利用貨物稅減徵、經費補貼及
行政主導等政策工具引導業界大力投資。
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3 55
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風力發電技術特色
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 風能取之不盡用之不竭：空氣流動產生風，風能來自大自
然界，無來源問題。
 減少傳統化石能源消耗：以熱值估算，風力每發1度電約
可減少0.25公升燃油或0.37公斤燃煤消耗。
 淨潔能源不排放污染物質：屬綠色電力，每發1度電平均
約較傳統燃煤發電減少1公斤 CO2、3.5公克NOx及6.1公克
SO2等污染物排放。
 風能是道地自產能源：利用風能可減低對進口石油、煤炭
等化石能源的依賴，促進能源的多元化與自主性。
 可扮演分散式發電系統角色：傳統大型、集中式發電機組
（核能、燃煤）之能源效率低，風力發電機可分散設置，
近負載端可減少輸電距離，提供輔助性電力。
 風力發電場具觀光效益與教育意義：風力發電機組獨特之
外型與功能，除可使當地風景更具特色外，亦可提供學校
與居民加強環保意識之教育功能。
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4 56
全球風力發電每年均持續成長
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Switching Mode
Power Supply Laboratory
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2006年全球累計裝置容量為73GW，新增裝置容量為14.9GW，較2006年成長25.3%。
預估2010年全球累計裝置容量為160GW，2006 ~ 2010年風力發電累計裝設量仍將以
近20%的幅度向上成長。
每年的成長率為
20%至30%
資料來源: WWEA
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5 57
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風電在五至十年間可與傳統能源相近
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6 58
風力發電之競爭力
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
政府四大新興產業 ：無線寬頻、數位生活、健康照護及
綠色產業。
 綠色產業則確定積極發展再生能源、太陽光電、風力發電、
清潔生產及節能產業等綠色能源。
 風力發電最具發展性與競爭力。
太陽光電
9.0元/度
天然氣
3.5元/度(觀音電廠)
風力
1.7元/度
煤
1.2元/度
水力
0.8元/度
成本
註：台電每度售價2.0元
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7 59
2006年全球前二十大累計風電容量國家
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前五大累計
53247MW
佔72%
資料來源: WWEA
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8 60
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風力發電機技術簡介
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9 61
風力發電介紹
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• 風的成因
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地球自轉及太陽熱輻射不均，引起空氣循環流動而形成風
風能與風速的三次方成正比，即風速越大風能越高
相片引用自相關網站
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10 62
風力發電原理
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–藉由空氣的氣動力作用（包括升力及阻力）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％
風能
葉輪轉動基本原理
機械能
電能
風能轉換及效率
相片引用自相關網站
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11 63
水平軸 vs 垂直軸
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相片引用自相關網站
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12 64
小型風力機發電種類
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• 以小型風力發電機(裝機容量20kw以下稱之)而言，目前市面上以結構
上分別，大致分為以下幾類
– 水平軸風力發電機(水平軸乃指風向與發電機主軸互為水平關係)
– 垂直軸風力發電機
•其優點在於能夠接受任何水平風，不用增加捕風機構，低噪音
– H型風力發電機
•新型的風力發電機與垂直軸風力發電機類似
水平軸風力發電機
垂直軸風力發電機
H型風力發電機
相片引用自相關網站 Copy Right 2008 ITRI
13 65
小型風力機發電系統選擇
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• 架設風力機選擇:
依功能可分為風光互補型或單獨風力發電型
風光互補型風力發電機
單獨風力發電機
風力+太陽能
相片引用自相關網站
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14 66
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大型風機技術發展
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15 67
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離岸風場之優勢
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1. 風速較陸上大20%，攫取風能增72%，且塔架不必太高。
2. 氣流較陸上穩定，機組疲勞載荷小，壽命較陸上長25%。
3. 遠離陸地，景觀、噪音及光影問題小，可自由提高轉速。
4. 取用地較陸上單純，抗爭
較不易發生，會引來魚群
棲息。
5. 靜風期少，滿載小時較陸
上長。
6. 未來機組可更大型化，易
達經濟規模，縮短回收期。
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16 68
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風力發電機主要模組組成
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17 69
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風力發電機主體
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18 70
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塔架(Tower)之種類
陸地型
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柱狀鋼塔架 (Tubular steel Tower)
柱狀水泥塔架 (Tubular concrete Tower)
桁構型塔架(Lattice Tower)
三腳塔架(Three-legged Tower)
支索塔架(Guy-wired pole tower )
水泥與柱狀鋼塔結合式
預鑄混凝土塔架分成兩半接合情形
資料來源:DNV guideline
相片引用自相關網站
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19 71
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離岸式風機基礎結構方式
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更深海結構可能型態
淺海結構可能型態
MSL
Seabed
PILES OR
SUCTION PILES
GUYED TOWER
MINIMUM STRUCTURE
GRAVITY BASE
深海結構可能型態
FLOATING
相片引用自相關網站
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20
72
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台灣風力機業的現況
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21 73
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國內風能資源與市場
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• 保守估計，台灣地區陸上風電潛能及西海岸海上風電潛
能合計約有3000MW的裝置容量。以每1.5MW約7000萬元計
算，合計台灣約有1400億之商機。
• 根據能源委員會及德商英華威公司實測資料，台灣西部
沿海岸每年滿發小時為2500-3000小時，蘭嶼外海甚至達
3500小時，較之德國、丹麥每年滿發小時僅為1500小時，
多出不少，係屬於世界級強風區。
• 政府規劃在2010年前，將裝設2,159 MW 的風力發電能量
- 陸地型 1,790 MW,
- 離岸型 360 MW
• 立法院通過的再生能源條例規定，
民間風力發電業者30%零組件
需自本土採購
台灣地區50 m高之平均基本風速 (m/s)
台灣海峽為世界最佳風場之一
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台灣風能資源分佈
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年滿發時數風力機額定容量＝風力機年發電量
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台北縣往南至彰化縣
陸域滿發時數為
2800-3200小時
三處示範系統
(新竹竹北、雲
林麥寮及澎湖
中屯）分別有
2000-2400、
2600-3000及
3300-3900小時。
均集中在此區域
陸域風場
只要往內
陸風速便
因地形阻
礙而下降
對於東部地區颱風及地震
因素尚未進行安全分析，
目前風電投資業仍在觀望。
雲林,嘉義及台南屬於次佳
風場，約有2400-3000小時
東北季風因地形產生的影
響沒有中北部大，因此滿
發時數只有1800-2400小時
屏東縣南部至墾丁一帶
由於落山風因素滿發時數
約大於2500小時
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23 75
國內風力發電設置現況
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新豐風力：新竹新豐(20千瓩)
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Switching已商轉容量:
Mode Power Supply187.7MW
Laboratory
機組(Rotor+Nacelle)100%進口
英華威：新竹 (10千瓩)
天隆竹北春風示範系統
1,750 瓩x 2
更新日期：96.06
台電：核一廠(3.96千瓩)
台電：大潭電廠(4.5千瓩)
台電：桃園大園(7.5千瓩)
英華威：苗栗竹南(7.8千瓩)
台電：桃園觀音(22.25千瓩)
英華威：苗栗大鵬(42千瓩)
台電：新竹香山(12千瓩)
英華威：台中縣林地(47.5千瓩)
台電：彰濱線西(16千瓩)
台電：台中港(36千瓩)
台電：彰濱崙尾(30千瓩)
台電：台中電廠(8千瓩)
台電：麥寮 (30千瓩)
台朔麥寮示範系統
660 瓩x 4
台電澎湖中屯示範系統
600 瓩x 4
台電：澎湖中屯二期(2.4千瓩)
台電：核三廠(4.5千瓩)
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24 76
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Switching Mode Power Supply Laboratory
結論
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25 77
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Switching Mode Power Supply Laboratory
SO
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•美國航太總署(NASA)最新預測(2007/12)，北極冰層
將於2012年夏天前全部融化
•北極冰層可反射80%的太陽光，使陽光返回外太空
•而若冰層全部融化，海洋裡
永凍層當中的有毒天然氣，
將足以令地球上所有人致命
•2億5千萬年前，海底沼氣的
釋放，造成90%以上的生物
物種滅絕
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26 78
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氣候暖化與再生能源
造成氣候暖化的頭號殺手
S！
SO
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氣候變遷因應之道
1.二氧化碳-在大氣中會持續百年以上
– 畜牧業佔總排放量約20%，較汽車、船
舶、飛機等交通運輸工具
總排放量還多
2.甲烷
– 熱能上升效應是二氧化碳的23倍
– 畜牧業佔37%的排放量
3.氧化亞氮
– 熱能上升效應是二氧化碳的296倍
有方法，
只有三件事：
- 不吃肉
- 使用永續
能源
- 種樹
– 畜牧業佔65%的排放量
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27 79
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結論
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•風力發電機是文化，也是浪漫，更能獲取取之不盡的潔
淨能源。
•風力發電是目前效率最高的再生能源，成本已接近石化
發電，適合大力推廣。
Made in
Taiwan
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28 80
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“
崇本務實”
“Focus On Fundamentals and Results”
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