(2017-11-06)有風,可以風力發電,有水,可以水力發電,有風又有水,就可以風水一齊發電,互補長短,讓電力不致中斷。這正是德國蓋爾多夫(Gaildorf)興建中的風水合用發電廠。

興建中的德國蓋爾多夫 246.5 米高的渦輪發電塔。

(2017-11-06)中國自古以來就講風水,住的房子講求風水,身後的安息之地講求風水,我們現在的生活更要講求風水,因為風與水成了乾淨的再生能源,是全球永續發展的最終目標。有風,可以風力發電,有水,可以水力發電,有風又有水,就可以風水一齊發電,互補長短,讓電力不致中斷。這正是德國蓋爾多夫(Gaildorf)興建中的風水合用發電廠。

電廠共有四組全球最高的風力發電塔,每組高度略有差異,最高的一個塔柱高 178 米,加扇葉總高 246.5 米,集中在一個山頭。負責興建的 Max Bögl 公司解釋為什麼要這麼高,因為 246.5 米是為風力較少的內陸高地設計的,可以獲取較大效益,高塔可以減少不穩定氣流,也可以接觸更多的風面,而且超過一定高度,塔高每增加一米,每年可添增 0.5-1% 輸出。目前運轉的最高風電塔,在英國東北 Burbo Bank 海岸,塔總高 195 米。

 

電塔山頭的下面,有一個低 200 米的湖,運用這一天然的地理優勢,在風力發電塔附近修建一個蓄水庫,蓄水庫的水道直通 200 米山下的湖水,水道的湖邊又修建一所「抽水蓄能發電站」,每當山上蓄水庫開閘放水,就啟動水力發電,所輸出的電力就與風力的輸出一併注入電網。

抽水蓄能發電(Pumped-Storage Power Plant),是水力發電的一種,如眾所周知,水力發電是藉兩地的水位差,靠水流由高而下的沖力,帶動發電渦輪輸出電能。如果高水位是自然瀑布、大川大湖,水流源源不絕,發電自然延續不斷,如果僅是小型或人工的蓄水庫,蓄水終有流盡的時候,就必須從低水位的蓄水庫,反向抽水到高水位的蓄水庫儲存,這時所需的動力,需從另外能源如風力取得。


抽水蓄能發電運作示意圖。(圖:美國聯邦能管會)

蓋爾多夫的風水混合發電廠,四組風電 GE 發電機,輸出為 340 萬瓦,在水力發電上,蓄水庫有 7000 萬瓦/小時的蓄水能量,可不中斷供電連續 4 小時。當系統輸出充沛的時候,多餘的電力把湖水上抽至蓄水庫儲備能量,待需要的時候打開水閘,放水到 200 米以下的水力發電站供電,所以是調節的設計,風一旦不足、水就接力,維持不斷電。再生能源與水力結合發電,是一個「水電池」(Water Battery)概念,將是業界創新的標準。

這個 4 風加 1 個水的電廠,明年修建完成之後,每年可輸出 100 億瓦/小時的電能,可供 2,500 戶四口之家全年用電。德國聯邦政府有意提升再生能源比例到 50%,現在僅有 38%,Max Bögl 公司說除非新技術,不可能達到目標,他們會盡全力創新協助。德國的長遠目標是 2050 年,那時候全國 80% 的用電需來自再生能源。

多種能源的結合使用,無疑是今後再生能源的創新方向,專家們提出各種可能,有待大家進一步開發。浪費的熱能就是沒能好好利用的能源,如果把工業排放的熱能收集,與風力、太陽能發電結合共用,就可以彌補風力或太陽能不穩定的情況。自然的地熱形同工業排放熱能,而且是不需添加的儲存能量。另外可利用多餘的再生能源分解水分子,來製作氫燃料電池。

專家們預估未來二十年,會有更多、更聰明的小型電網整合在一起,所輸出的能源,足夠終止全球對化石燃料的依賴。

圖片連結:
刊頭:美國西海岸太平洋風景
興建中的德國蓋爾多夫 246.5 米高的渦輪發電塔
抽水蓄能發電運作示意圖 

*本文取材自2017年11月6日「那福忠西海岸數位隨筆(28)」:風水:德國興建全球最高風水發電廠
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