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三伊集匯,在水一方──伊台普水力電廠及水壩

2005/02/05 經濟部能源局 點閱人次: 542

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▓撰文:陳文樹 ▓圖片提供:台電公司

目前,伊台普水力電廠的發電容量,在中國大陸長江三峽的水力發電廠(1,820萬瓩)建竣啟用之前,猶可穩居全球最大容量的水力發電廠好幾年!過去經濟部及台電公司亦曾數度派遣工程人員抵臨巴拉圭的伊台普水力電廠觀摩考察,故國內的水力發電業界對其自不陌生。

位於巴西和巴拉圭兩國邊境,由兩國共營共管、攔截巴拉那河支流以蓄水發電的伊台普(Itaipu)水力電廠,是當前全球最大且足可與埃及亞斯文水力發電廠齊名者。伊台普電廠的發電容量原為1,260萬瓩,於2004年新增兩部700MW之渦輪機組後,其發電量計可累增至1,400萬瓩之總發電量;而散布於埃及納瑟湖湖岸和亞斯文水壩周邊的十餘座水力發電廠,係共有240萬瓩的發電規模,比諸伊台普水力電廠現行1,400萬瓩之發電容量,即相差了5.83倍之多。

維繫世界第一的供電品質

伊台普水力電廠是在1984年5月開始發電,目前係供應巴西25%與巴拉圭89%的電力需求量,將近20年來即使是在嚴重乾旱期間因蓄水不夠充盈(當地年平均降雨量為1,650毫米),以致水壩的發電量較正常的許可發電量短少約20%,但其發電效能依然得肩負巴拉圭日常用電量逾七成以上的比率,在2000年時的發電量還曾達到934億度,締造全世界單一水力發電廠在一年內發電量最高的世界記錄。該水力電廠周邊設立的變電站有50Hz和60Hz兩種頻率,分別向巴拉圭的ANDE和巴西的FURNAS兩個電力公司供輸電力。

在規劃完妥、管理井然有序的水力電廠範圍區內,環境甚為乾淨整潔,在建造伊台普電廠的過程中,相關部門十分注重環境保護,和鄰近森林的復原再造以及野生動物的保護與繁殖,水庫所涵蓋的集水區內即設立有三個生態保護區。伊台普電廠的發電監控系統,係採用62部GE Harris公司生產的D20型RTU(Remote Terminal Unit)遠端測控裝置,可提供完備的功能以支援廠站的自動化、閉環控制和與諸多電錶介面的感應傳訊,並委由ABB自動化公司(ABB Automation Corporation)的電網管理部(ABB Network Management)管理。這些RTU係安裝於電廠的不同設施或地點,例如18部發電機組和各變電站、動力房、主壩、溢洪道、集中控制中心等重要場址。

級M one 霸主

水力電廠必須要有水壩攔水,再利用高度落差以帶動水輪機運轉發電,因此當然有一個較伊台普水力電廠更早興建、現則仍存在的伊台普水壩,並由水壩及周邊山坡地圍成一全世界水域面積最遼闊的人工湖,亦即伊台普湖,同時也是向水力電廠供水的水庫,湖岸總長達1,400公里,水庫面積達1,350平方公里,其蓄水容量約290億立方公尺,而該大壩也是目前全世界上最大的水壩。

伊台普水壩乃是由阿根廷、巴西及巴拉圭投下總共相當於現今200億美元的資金,並歷經長達18年的施工期甫完成興建,具防洪、灌溉及發電等諸多功能,並由三國人員聯合組成的共同管理委員會從事管理(共同投資興建和管理水壩的國家,較之於前述的伊台普電廠,多出了一個國家,即阿根廷)。

1982年起水壩開始分階段蓄水,兩年後壩底下方的首部水輪機也開始運轉發電,直至1990年才完成全部壩體的築建。依據水壩業界的界定,高於15公尺(相當於四層樓)的水壩即可歸屬於大型水壩,而高度逾150公尺的水壩則可更進一步歸列為Major級之水壩(目前計有300餘個Major級水壩),而可承受全球最大人工湖蓄水量的伊台普水壩,自然是Major級水壩的鰲首「壩主」了,其由混凝土主壩和土石副壩所共同組成,詳細的數據和相關資料如附表所示。

<插入表:伊台普水壩相關資料>

寬闊偉岸的伊瓜蘇

特別的是,巴拉那河的支流水勢不僅為巴拉圭帶來了龐然可觀的電力,另一條支流伊瓜蘇河也造就了壯麗偉岸的「伊瓜蘇大瀑布」(Cataratas de Iguacu)。伊瓜蘇大瀑布的水流量平均達每秒1,750多立方公尺,足以在一秒鐘內灌滿六個奧運競賽的標準泳池。盛夏雨季時更可達每秒12,700多立方公尺,髣若雷鳴般的轟隆聲響可擴及於周遭25公里的廣大範圍,濺升的珠簾霧幕高達30~150公尺,映照陽光時倏然成為光耀絢爛的彩虹,極為豔麗奪目。

在當地的「瓜拉尼」原住民語中,伊瓜蘇正是「大水流」之意,該河川在巴西高原上蜿流了千餘公里並匯入幾近30條的大小河川,可謂「不擇細流、故成其大」,流至瀑布上游的巴拉那峽谷地帶已是一條磅礡雄渾的大川,再因地形高度上60~80公尺的落差,遂形成了有「魔鬼咽喉」之稱的伊瓜蘇大瀑布;嚴格來說,它是由275個大小不等的瀑布構組而成的群體,而非單一的瀑布。伊瓜蘇大瀑布係位於巴拉圭、巴西及阿根廷三國的邊界之上,雄偉壯觀的形貌和令人驚心動魄的氣勢,使它獲有舉世第三大瀑布的美譽,僅次於美加邊境的「尼加拉大瀑布」和非洲的「維多利亞大瀑布」,但其河面寬度將近有4公里,故為世界上最寬闊的瀑布。(作者為交通部郵政研究所研究員)

表:伊台普水壩相關資料


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