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如何搭建塔吊监控系统?

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離岸風電預計至2025年完成5.5GW裝置容量,經濟部已分別在4月及6月完成遴選及競價作業,共有7家開發商、12個風場獲選,政府期望學習歐洲成功經驗,讓台灣能一躍成為亞洲的離岸風電領航者。

但是台灣位於季風帶,夏天沒什麼風,秋冬兩季卻刮起強勁的東北季風,離岸風電的海事工程在這段期間根本無法出海作業,每年只有4月至9月可以施工,期間還要避開颱風,當年海洋風電第一期2座機組裝置時,運氣不好遇上尼伯特颱風來襲,一艘海上作業船為了躲避颱風,從基隆疾駛到高雄港,不僅延誤工程,還差點因為進不了港而覆沒。

離岸風電屬資本密集的產業,一支風機新台幣8億元起跳,一艘海上工作船造價4、50億元,若是租用,每日的租金加油料要價800萬元,但上緯示範風場架兩支風機就花了高達40億元,主因是上緯租來的海上作業船故障了一個月,每天仍得支付600萬元租金,多花了10億;因此,可以這麼說,離岸風電開發充滿變數,唯一不變的是,每寸開發工程都是用「新台幣」堆出來的。

除了季風與颱風,台灣海峽底下每年大小地震多達千餘次,海底地牛頻繁翻身影響施工品質與難度,更增加日後風機維運的成本。目前國震中心與中央氣象局已彙整1900至2017年的歷史地震活動,歸納出淺層和深層地震的分區,並依據不同發生週期機率做成地震危害度分析,用來推測地震事件的震源參數。

財團法人中興工程顧問社大地工程研究中心主任冀樹勇說,颱風與地震這兩大自然因素,使得台灣離岸風電規劃設計無法直接移植歐洲經驗,這也是離岸風電國產化、在地化最大意義。

因為地震,台灣離岸風力機組的支撐結構與基礎設計困難度,更甚於歐洲北海地區,詳盡的海床地質構造探測,是離岸風機得以穩固佇立的關鍵,台灣第一艘自有的海床地質調查船「大地能源號」,已開始為風場預定地「健康檢查」。

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環球測繪公司技術總監黃宗宸表示,調查船取得的土壤樣本要得經過專業人員的分析,才能決定這個位置適不適合蓋風機,或是適合蓋什麼類型的風機。

為了精準瞭解現場地質的結構特性,大地能源號已經跑過雲林、彰濱等風場預定地,鑽孔深度達到80公尺至120公尺不等,未來也將嘗試往下鑽到140公尺以上,瞭解海床地層構造與自然振動週期、波傳特性與季節性環境變化等,探知風險處並想出克服的方法。

原子能委員會核能研究所組長黃金城認為,風場開發商絕對會重視環境調查,以進一步了解海床下的土壤條件,規劃載重設計後,藉以降低風機因土壤液化傾倒的風險。

另一個壞消息是,台灣離岸風場集中的彰化外海海域,「幾乎都屬土壤液化高潛勢區」,成大水利及海洋工程系副教授郭玉樹說,但要開發風能,「風」是首要的考慮條件,而且能源局已經選定風場。

郭玉樹指出,在陸域做工程相對簡單,因為都是穩定的環境,陸上的結構體如果碰到土壤液化土層,可以透過置換土壤或灌漿、動力夯實、礫石樁等工法改善,但海域是劇烈晃動的,海床土壤液化沒辦法比照陸域處理,只能保守設計,例如把期原本設計可支撐100年的基礎調整為50年。

但保守設計應該採用多少參數,目前沒有定論,「找到評估方法,是我們(學術界)目前最急,也最想幫國內廠商做的事。」郭玉樹說,離岸風電機電組水下支撐結構設計,必須依據海床土壤等現場環境、外在條件、以及結構動力學模式等變數,來預測設計負載效應,應該要做用那些參考係數,還在研究。

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