台灣波浪發電的可能性
投稿類別：工程類
篇名： 台灣波浪發電的可能性
作者： 林春峰。私立明道高中。綜一 32 班 林冠瑋。私立明道高中。綜一 18 班
指導老師： 許朝智
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台灣波浪發電的可能性
壹●前言 台灣海岸線長達一千四百四十八公里，四周海域的能量蘊含相當於十座核四機組的發電 量，但截至目前為止，仍未見官、商、學將之開發，作為新能源利用的初步建設、產業的營 運活動，或是波浪發電的學術研究，而是在自然災害來臨時，放任巨大的海浪衝擊猛烈地破 壞著台灣。 圖一為世界各地的發明家和工程師曾提出的波浪發電模型，圖中紅色框框處──英國海 蛇發電已在二零零九年宣告失敗，其他機組的研發進展不是零，就是還在實驗階段，更壞的 早音訊全無，不了了之，沒法商業化放送，可見，波浪發電的困難性令全球科學家束手無策。 我們只是眾星閃耀夜空中一點微亮的火光，波浪發電領域已到惡手的棋局，毋路能走的荊棘 岔路，毫沒生機的貧瘠沙漠，為了使這被艱險包圍的迷宮能除破黑暗，閃現一絲光芒，我們 決定野人獻曝，貢獻一分心力，希望波浪發電的發展能有嶄新的方向，也祈願各界先賢或後 起之秀能將我們提出的這個方案實體化。
圖一、各國的波浪發電，紅色框圈處為海蛇發電，它已在二零零九年功虧一簣，失敗收 場。（ FlyingV 製作一個海浪發電實海況 Prototye，2013） 我們採用的研究方法： 一、資料查詢法：為先了解波浪發電的原理、流程、各國應用實況、有無商業化的前例、 會遇到的困難瓶頸，我們先從書籍，專利書，報章雜誌，相關企業的資料，網站， 等等入手，收集研究開端的情報。 二、個別委託解決法：在眾多資料中，我們決定從台灣的波浪發電例子入手：台灣以前 實作過波浪發電，但規模不大，大約一個小海灘的範圍，而且發電量少，成本高， 發電機體沒經過幾個流程之後就損壞了，已宣告失敗（成大先進技術有限公司， 2013） ；這個案件是在一個集資網站上發佈的，我們針對他們在網站上提出的困難點 2
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提出解決建言，希望他們能夠採納。（FlyingV 製作一個海浪發電實海況 Prototye， 2013） 三、實地考察法：我們去了經濟部智慧財產局中部辦公室實地蒐集文獻，尋找能夠解決 困難點所能利用到的專利。
圖一、波浪發電圖。 （ FlyingV 製作一個海浪發電實海況Prototye，2013）
圖二、台灣波浪發電分布圖。 （ FlyingV 製作一個海浪發電實海況Prototye，2013）
貳●正文 一、波浪發電的幾個主要難題： （一）發電機體的金屬材料不耐海水浪潮的侵蝕破壞，極易生鏽腐爛。 （二）浮動的結構設計不易固定，電力傳輸困難。 （三）發電量小，成本高，功能少。 二、解決方案： （一）金屬材料換成較輕的樹脂，而且樹脂也可以改造地比金屬材料更堅固，甚至具 有耐鹼、鹽，防水特性。適合的樹脂有：灌注型環氧樹脂（如圖四，上緯產品 編 號 ： SWANCOR 2511-1A/BS ）、 手 糊 型 環 氧 樹 脂 （ 如 圖 五 ， SWANCOR
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2513-A/BS），這兩者在市面上均有販賣，一件之售價約二百至四千，覺金屬材 料低廉，容易取得。（上緯企業，2013）
圖四，灌注型環氧樹脂 （SWANCOR2511-1A/BS） 。 （上緯企業，2013）
圖五，手糊型環氧樹脂 （SWANCOR 2513-A/BS）。（上緯企業，2013）
（二） 、放棄欲固定結構的目的，採用浮動設計，將樹脂做成風力球，替代原本金屬材 料；在球內安裝無刷馬達，進行三百六十度轉動，藉此發電，收集能量。（黃 湘益、黃脩，2007）
圖六，無刷馬達示意圖。 （黃湘益、黃脩洺，2007） （三） 、利用電感耦合的概念，當機具已經完成一個發電週期，內部充滿餘裕的能，將 這些電力傳回陸上中心，再送輸至各個用戶，此法解決了第三點的困難。 （維基百科，2013）
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圖七，無線充電報紙詳文。（卓怡君，2014） 參●結論 一、根據前面的研究，我們設想的波浪發電流程： （一） 、風力球於規定的時間，從假設起點海域出發，藉由滾動旋轉產生電力，並 保存在體內。 （二） 、到達假設的終點海域，在回至起點，如此做一個循環，這樣地從起點── 終點的折返視為一個發電週期（電量從無而滿的時間，需視實際的情況作 配置，以及數學的公式運算。） （三） 、讓風力球運之起點設定傳送地，開始進行無線充電，此時風力球為電容器， 陸上的輸電模組可看為持用裝置；充電結束後，滿電狀態的模組送電至用 戶群，完成整個波浪發電流程。 二、雖然無線充電屬於手持裝置階段──也就是說：它目前只用於手機方面，而且 遠端充電距離極短，真正的無線充電（電感耦合）應該是有一個含量龐大的電 容器構置在用戶群的社區中，當單一用戶使用電器時，電容即能立刻隔空充能 傳電，例：電視不用線也能觀看，取而代之的是電感耦合的線圈，當打開電源 時，電容就會輸電過來，就能看電視了、以及箱網養殖。 （李龍雄、曾文陽，2008）
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圖八，箱網養殖示意圖。 （霆鋒有限公司，2014） 三、用箱網養殖來比喻我們的波浪發電系統：起點海域和終點海域所包圍的範圍─ ─箱網，魚群也就等於風力球，當風力球充滿電（也就是魚苗成熟可供捕獲的 時候） ，再用無線充電將電傳輸至陸地上，給人類使用，這時人類的角色相當於 漁夫。（ 胡興華，2004）
圖八，我們的波浪發電系統與箱網養殖的關係圖。（作者自行繪製，2014） 四、但無線充電是一種觀念，雖然現在沒辦法應用在波浪發電上，但不代表以後沒 辦法，這篇小論文的用意是要拋磚引玉，提出一個創新的想法，並不能解決所 有的問題，是以期待未來的新秀能將這個辦法一步一步的改善，發展出專屬於 台灣的波浪發電。
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肆●引註資料 一、FlyingV 製作一個海浪發電實海況 Prototye。2013/8/13，http://www.flyingv.cc/project/515 二、上緯企業。2013/4/1，http://www.swancor.com/tw/ 三、黃湘益、黃脩洺（2007）。無刷馬達。 四、無線充電。2013/9/23， http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%84%A1%E7%B7%9A%E5%85%85%E9%9B%BB 五、卓怡君（2014）。無 線 充 電 新 寵 兒 凌 通 Q2 出 貨 爆 發。自 由 時 報。1 月 7 日 。 C1 版 。 六、凌通企業。2014/1/17，http://www.generalplus.com/ 七、李龍雄、曾文陽（2008）。水產養殖學（下）。高雄市：前程。 八、霆鋒有限公司。2014/3/19，http://tw.allproducts.com/machine/pioneer/ 九、 胡興華（2004）。台灣的養殖漁業。新北市：遠足。
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