Wind Catcher
Wind Catcher 高度達 300 公尺,與艾菲爾鐵塔相當,可汲取更高空的風力資源。

未來幾十年,再生能源將逐漸取代化石燃料,成為人類使用的主要能源。當中,風力發電有成本低,建設容易等優勢,是全球大力發展的再生能源選項。以場域來區分,海域的風力資源大於陸地,而深海區域又涵蓋了海上 80% 的風力資源,是風電的大寶庫。

問題是,目前的離岸風機都必須打入海床,因此不能安裝在水深超過 200 英尺(60 公尺)的海域,代表離岸風電廠都無法離陸地太遠,提取深海區域的風力資源,而 80% 的風力資源就這樣浪費了。然而,挪威風電新創 Wind Catching Systems 開發了一種漂浮式多渦輪機技術,不僅可以安裝在深海海域,發電量是目前最大的風機的 5 倍,若成功商用,將提升再生能源的供給量與穩定度。

Wind Catcher 可安裝於深海海域,發電功率比傳統風機高 5 倍以上

該風電機組的名稱為 Wind Catcher。傳統的風電機組很像風車,由一根桿子與三個巨大的葉片組成;而 Wind Catcher 則是由 100 多個方形網格組成,而網格上方則有小葉片,由風力驅動旋轉來發電。Wind Catcher 的高度為 1,000 英尺(300 公尺),是傳統風機的 3 倍以上。而且它不是打樁在海底,而是安裝在浮動平台上,再透過錨等方式固定在海上。

相較於陸地,海域的風力更強、更穩定,擁有龐大的風電資源。全球正在積極開發離岸風電廠,然而傳統風機必須打入海床,因此不能建造在水深超過 60 公尺的海域,限制了離岸風電的潛力。Wind Catching Systems 的執行長 Ole Heggheim 質疑,傳統風機的設計是基於老式的荷蘭風車,它們在陸地上運作良好,但為何要在海域用同樣的設計?

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因此,風電業者正在開發「浮動式風機」,並嘗試建設浮動風電廠。2017 年,全球第一個浮動風電廠 Hywind 開始在英國營運,替 3.6 萬個英國家庭供電。由於 Hywind 風機漂浮在海上,只透過纜線栓在海床上,因此可以安裝在超過 3,000 英尺(900 公尺)深的海域。

Wind Catcher 與 Hywind 在同一年推出。Wind Catching Systems 表示,一台 Wind Catcher 機組可以為 8 到 10 萬個歐洲家庭供電;在理想的條件下,一台機組可以產生  400 GWh 的能量。相較之下,目前最大的風電機組只能產生 80 GWh 的能量,Wind Catcher 的能量是它的 5 倍。

Wind Catcher 高度高、葉片小,發電效能更高

Wind Catcher 之所以能產生數倍於傳統風機的能量,主要有以下幾個原因。第一,Wind Catcher 的高度達 300 公尺,是傳統風機的 3 倍以上,可以讓葉片接收到更高處的風,通常高度愈高,風速愈大,產生的電能也愈多。第二,Wind Catcher 的葉片較小,僅有 50 英尺(15 公尺)長,而傳統風機的葉片長度為 120 英尺(36 公尺);葉片愈小,每分鐘的轉速愈高,就能產生更多的能量。

此外,由於葉片較少,系統就更容易製造與維護。Heggheim 表示,Wind Catcher 的設計壽命是 50 年,是傳統風機的兩倍,而且大部分的組件可以回收。傳統風機的葉片大多使用玻璃纖維,但 Wind Catcher 的葉片是鋁製的,因此可以回收再製。

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但有環保人士認為 Wind Catcher 會影響鳥類。Heggheim 說明,該風機上有鳥類雷達,會發出短脈衝訊號,防止鳥類相撞;此外,Wind Catcher 也會安裝在離岸較遠的地方,不會影響沿海的鳥類。

Wind Catching Systems 計畫在 2022 年建立 Wind Catcher 的原型,可能會建在挪威或英國的海域,若成功,也可能會在加州或日本擴建。倘若該系統廣泛用於全球,人類將能開發更多的深海風電資源,強化再生能源的供給量與穩定度。

參考資料:Fast CompanyWind Catching Systems

(本文提供合作夥伴轉載。首圖來源:Wind Catching Systems