介紹採用流能來進行發電或是轉換的相關議題
介紹採用波浪能來進行發電或是轉換的相關議題
介紹海域再生能源的開發策略
介紹海域的特性及條件、風能與海洋能場址選擇
介紹基本的海洋土木基本特有的工程性質及特點
介紹不同形式之海事工程及其基礎形式,並說明不同基礎之適用條件及優勢性
介紹風力發電機原理、種類及應用場域,並導入輸出實功及虛功控制方法,由輸出控制法發展電力系統併網衝擊分析理論與實務
介紹利用MATLAB & Simulink Real-Time Control之數值模擬,來驗證在不同風速條件下控制的穩健性,以及控制法則中係數變動對控制準確度的影響
介紹風力發電機故障之種類及相關系統說明
海洋能源為目前各種再生能源當中為較不為大眾所熟悉的一種能源形式,然而其蘊藏量非常可觀,是目前許多先進國家積極投入開發的一個新興領域。本課程結合活潑生動的投影片、影片、動畫介紹各種海洋能源系統的原理與機具運作情形,幫助學生理解複雜的能源轉換原理。
離岸風能是目前能源國家型計畫的執行重點,主要著眼於台灣擁有全世界最優良的離岸風場,其蘊藏量可達29000百萬瓦,相當於兩座核電廠的發電量。本課程著重於專業實務知識的運用,將結合活潑生動的投影片、影片、動畫介紹各種離岸風能的原理與機具運作情形,幫助學生理解複雜的離岸風發電廠建置過程所需的知識。
能造規則與不規則波,適用於一般海岸工程與海洋能源之波浪與結構物交互作用相關之研究與教學展示。
水槽尺寸:28公尺(長) × 0.8公尺(寬) × 0.8公尺(高),底部基座為高0.6公尺的混凝土結構水槽。
其他配置:造波機、波高計、斜坡底床
加拿大國家水利研究所(CHC / NRC)及DAVIS公司共同研發製造之活塞推拉式造波機
造波範圍:水深50公分,波高2.2 - 18公分,週期0.7 - 2.01秒
能造規則與不規則波,適用於一般海岸工程與海洋能源之波浪與結構物交互作用相關之研究與教學展示
水槽尺寸:12公尺(長) × 2公尺(寬) × 1公尺(高) ,含末端透明玻璃觀測段4公尺
其他配置:造波機、消波設施、波高計
英國 Edinburgh Design Ltd.研發設計之位移活塞式造波機,具備主動吸波之功能,使用兩片板子上下運動,有效解決造波機後方水位震盪問題
造波範圍:水深50公分,最大波高28公分,週期:0.625秒 - 5秒
提供穩定的流場,亦能搭配造波機產生波浪,適用於一般海岸工程與海洋能源之波浪與結構物交互作用相關之研究與教學展示。
水槽尺寸:全長20公尺
可視段區域:14 公尺(長) × 0.785公尺(寬) × 0.48公尺(高)
20kWh波浪發電用移動式儲能系統配合海洋大學海洋能測試場,進行波能轉換器發電儲存量測,最終希望能達到併入台電電網,20度電約可以供給一戶四人2天用電量。
波浪發電用移動式儲能系統主要項目如下:移動白鐵箱體 、600W電池充電器、20kWh磷酸鋰鐵電池、2000W逆變器、100瓦防塵防水防鹽智能路燈、能量管理系統(EMS)、監控與資料採集系統。
本測試場位處海洋大學工學院海堤外側至基隆嶼之間海域,包括兩個測試海域,一是靠近海大工學院海堤的波浪測試場,一是靠近基隆嶼位於海檻上方的流能測試場。波浪測試場的水深範圍在40米以內,流能測試場的海檻範圍水深則在50米以內。波浪測試場的波浪是台灣波能相對較高之典型東北海岸的波浪特性。
流能測試場雖主要是潮流的特性,但從測試角度而言,較深水海域也可提供海流能轉換器之短期性能測試之用。此測試場不僅有漁業署及地方基隆市政府與漁會的核准使用權,也有一般測試場必備的條件:完整海域地貌與水文條件、高品質即時監控資料傳輸、適當電力纜線鋪設、完善測試平台結構、充足專業人力、完備作業船舶及基地、便利交通設施。
海洋資料浮標
浮式波浪儀主要是應用加速度量測的方式,反推作用的波浪之波高、週期與方向條件;聲波式剖面流速波浪儀則是以聲波的直接量測水面波浪,以及利用都卜勒效應量測不同水層的流速與波浪方向。浮式波浪儀已多年設立於波浪能測試場的40米水深邊界之一固定點位,每半小時與整點藉由無線通訊方式傳回陸地接收站儲存。
浮式波浪儀Data Buoy
應用加速度量測反推作用的波浪之波高、週期與方向條件;設於波浪能測試場的40米水深邊界之一固定點位,量測資料每小時整點藉由無線通訊方式傳回陸地接收站儲存。
聲波式剖面流速波浪儀ADCP
以聲波直接量測水面波浪,以都卜勒效應量測不同水層的流速與波浪方向;位於水深30米測試點位,定期45-60天進行海上布放與回收工作,於陸上工作站內將儲存於儀器內部記憶體的資料下載後儲存。
水下纜線Subsea Cable
2019-2020年間,將設置一條630米,內含電力線與通訊光纖的海纜,連結陸上電力儲存與監控的站所設施,傳輸與紀錄及監控測試機組的電力與相關測試數據。
從2012年測試場開始建置以來,曾在測試場海域測試過的機組包括:
海大團隊發展的一款小尺度模型潮流發電裝置,發電功率是70瓦;屬於三片渦輪葉片之水平軸設計,尾部有舵可控制隨潮流方向調整垂直轉動葉面的方向與水流方向平行;其測試位置在流能測試場海檻上約20米水深處。
工研院發展的兩款大尺度點吸收式波浪發電裝置:發電功率分別是20與10瓩,以浮體在水面的運動,與下部固定結構的連結做相對運動而作功發電。前一款發電裝置在上浮體,後一款發電裝置在底床上底座。後一款發電裝置受颱風波浪作用時,只有上浮體易被破壞,但設有貴重發電裝置的底座卻可相對安全。
瑞典Minesto研發的深綠流能發電裝置:俗稱水下風箏,預定2020年後在潮流能測試場,海檻上方30-40米水深場址,測試約100瓩之新型機組。