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海洋裡的電力.pdf

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October 17, 2024
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  1. 電費與成本 • 1度電=1000W。H – 1W是”1焦耳/秒” – 1焦耳是用1牛頓的力推1公尺 – 所以一度電等於 •

    1度電 = 1000W x 60分鐘 x 60秒 = 3,600,000焦耳 • 60公斤的人爬 6km高的山 = 60x10x6000=3,600,000 • 一度電3.52元~5.66元 (夏日電價) 5
  2. 全球海洋能源蘊藏量估計 海洋能源 潮汐能 洋流能 波浪能 鹽差能 溫差能 300 up TWh/y

    300(×109) up度/y 800 up TWh/y 8000~80000 TWh/y 2000 TWh/y 10000 TWh/y 6 經濟部
  3. 台灣海域環境 • 東海岸 − 太平洋 ( 深度> 5000 m) −

    海床坡度可達 1/10 − 岩岸、陡崖 − 潮差可達 1.5 m − 最大波高 > 20 m • 西海岸 − 台灣海峽 ( 深度< 200 m) − 海床坡度最小為 1/1000 − 沙岸、沙洲、濕地 − 潮差可達 5.1 m − 最大波高 > 10 m ~400 km ~150 km Kuroshio 7
  4. 能量的形式 • 機械能(勢能/位能和動能的總和) • 勢能/位能 • 動能 • 電能 •

    熱能 • 化學能 • 電磁輻射能 • 核動力/核能 • 彈性能 • 聲能 • 光能 • 生質能 力學能守恆 https://www.youtube.com/watch?v=jrRXRcC1raY 11
  5. 波浪能發電系統-衰減式 • 衰減式(Attenuator) – 以浮式結構為主 – 機構縱向運動與波浪前進方向平行 – 藉由同方位的上下運動產生的彎折作動, 擷取波浪的能量,推動內部能量轉換裝置

    中之工作流體作功發電。 – 同時造成縱向上的波浪因能量被吸收而逐 漸減衰 此類設備將漂浮在海面上與波浪進行 同方位的運動,能降低設備受波浪的 衝擊,並且有效的發電。 19
  6. 波浪能發電系統-點吸收式 • 點吸收式(Point Absorber) – 利用單一的浮體隨著波浪上下運動所產生的位移, 進而作功發電。 – 浮筒布置在水面附近 –

    浮筒與基座產生對運動 ITRI 點吸收式的設備,屬於漂浮在海表面上隨著全方位表面波浪運動,進而產生電力。 20
  7. 波浪能發電系統-激突波式 • 激突波式(Bulge Wave) – 激突波式技術由一條充滿海水的橡膠管組 成,正對著波浪運動方向,並錨繫於海床。 – 橡膠管具有一定程度的彈性,海浪拍打的 時候,橡膠管會裡面產生一個激突波。

    – 這個壓力波在橡膠管的另外一邊,由一個 鴨嘴閥 (duck-bill valve) 接收,轉換成一個 矯正流 (rectified flow) ,製造出渦輪機上 面的壓力差,進而產生電力。 25
  8. 潮流與洋流 • 潮流(Tidal Current) – 因潮汐所引起的海水水平流動 – 週期性運動 – 在一些潟湖或海灣的出口可造成高速流動

    • 洋流(Ocean Current) – 海水的大規模流動,流動方向穩定,是地球自轉、風、 氣溫變化、鹽度變化、以及月球引力的綜合效應 – 地球氣候調控的重要驅動力 潮汐 https://www.youtube.com/watch?v=nOqridc8Feo 潮汐的特性最主要受月球的作用影響,其次是太陽的作用影響。 潮汐的週期呈現每天兩次的漲退週期性變化,且隨著月球、太陽與地球 的相對位置變化,呈現一個月各有兩次的規律性最大與最小的漲退。 28
  9. 潮流與洋流發電功率 Cp A 2 1 Power 3 V ρ =

    0.45 ~ 0.42 Cp ≈ 轉換功率因子 ρ 海水密度 V 海流進入葉輪前的速度 A 葉輪的圓盤面積 在標準狀態下,空氣、純水與海水的密度值分別 為1.3×10-3 g/cm3、1.00 g/cm3、1.03 g/cm3。 29
  10. 溫差能發電 • B. 開放式循環系統 • 將表層海水(1)引入真空狀態的蒸發槽(2) 中,因低壓下水的沸點極低而沸騰為水 蒸氣,再引至凝結槽(7),以深層海水(8) 使之凝結為水。此過程中會在蒸發槽與 凝結槽之間因壓力差因而形成蒸汽流,

    在其間加上渦輪機(3)即可發電(4)。 另 外,凝結槽中形成之淡水(6)可供使用, 這是它的有利之處。 • C. 混合式循環系統 • 開始時類似開放式循環,將溫暖的海面水引進真空容器使其轉化成蒸氣, 蒸氣再進入氨的蒸發器,使工作流體(氨)氣化來轉動渦輪機發電,如同 封閉式循環一般。 資料來源:維基百科 43