2002/09/05
經濟部能源局
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▓撰文／攝影：陳芃
一項重大的發明，對人類的影響無遠弗屆，愛迪生發明電燈照亮世界，就是發明改變人類生活的最佳例證。在能源的相關發明上，台灣也有一位發明「海湧發電」的高一男先生，希望能藉由無窮盡的海湧力量，推動沒有污染、不用燃料的發電期望。
廣闊的海洋一向是濱海國家的資源寶庫，富涵能量的海浪與潮汐，亦是開發電力、推動再生能源運用的契機，但由於技術、成本、地理情況等限制，利用各式海洋能量發電，目前在世界上仍然少見。在四面環海，具備豐富海洋資源的我國，一位發明家秉持著自身的熱忱，開發出「海湧發電」的理論與模型，獲得日內瓦發明展的大獎，同時也在世界各國取得專利，為利用海洋能量，做出碩實的貢獻。
新型水力設計
在2000年日內瓦發明展中奪得大獎，為國爭光的「海湧發電」設計，是高一男先生花費五年時間研究的成果。顧名思義，海湧發電依靠的是海浪的力量，利用生生不息，蘊藏巨大能量的海湧，將海水加壓，推動發電機發電，整個過程不需要任何燃料，也不會造成污染，是一項完全取自於自然界能量的發電設計。
海湧發電的原理是利用裝置在海面上的浮桶，被海湧帶動後，藉由上下擺動所產生的位差，推動海面下的活塞將海水加壓，透過特殊設計的蓄壓器，將加壓後的海水儲存，然後持續穩定的向水輪葉片噴射，帶動發電機產生電力。
高先生表示，海湧僅須帶動浮桶上下各50公分，就能產生100公分的活塞衝程，所產生的加壓水柱力道就十分可觀，而50公分的海湧規模，在台灣沿岸是稀鬆平常的景況。目前高先生所規劃的設計，每個浮桶的重量約50公噸，為了配合潮汐，加壓活塞衝程長達6公尺，理想的推測下，在200平方公尺的設置範圍內，這套系統能發出約50,000kW的電力。
具備開發潛能
對於海島型多變的天候，高先生也在系統中做出了應對的設計。在颱風、或是風浪過巨時，利用浮桶上的感應器，可將浮桶沈入海中，避免風浪帶動的位差超過活塞的衝程；而在系統的壓力過大時，蓄壓器會自動將壓力釋放，屆時因洩壓而噴出的水柱可能會高達200公尺。
除了發電本身的功能外，海湧發電尚能提供其餘的附加功能，例如：高壓水柱噴射水輪發電後，由於富含空氣，可供養殖漁業使用，或是做為休閒娛樂的用途。整體來說，海湧發電不須燃料、不會造成污染，還有多元化的發展可能，是一項非常受矚目的發明，而這項技術亦已申請到世界各國的專利。
雖然海湧發電擁有許多優點，原理是利用水的浮力與浮桶位差，看來十分適合濱海的國家使用，不過實際設置仍會遇到許多地理上以及技術上的困難。例如：台灣西部的海岸，由於海底屬於砂質地形，在建設海上平台等基礎設施時，錨基就很難固定；在無法安全固定的情況下，整套設備的運轉就有相當程度的困難。目前海湧發電在國內有一座示範模型，放置於宜蘭綠色博覽會的展覽場中，而實際的設置，由於需要相當的經費，現階段仍在研議之中。
靈感來自觀察
談到對於海湧發電的發明過程，高先生表示是在偶然的機會中，見到漁船被浪頭上下引領所引發的靈感。最初的模型，是在自家的浴缸中，用兩個鐵鍋充當浮球所完成的；爾後，為了進一步驗證可行性，高先生在魚池內設置了一套更大的系統，還特別設計了一套「人工海浪」的設備。經過不斷的實驗，與觀察海浪實際的情況，才建構出得獎的完整模型。
學機械出身的高先生，從小就在家中的鐵工廠中幫忙，小學時就能完整的拆卸保養手動式的水壓幫浦，由於熟悉相關的原理，造就出日後發明海湧發電的成果。目前從事電子業，同時也是發明協會會員的高先生，擅長觀察自然過程，找尋發明的方向，其另一項專利是微型的震動發聲器，就是因為觀察「蟬」能以嬌小身軀，發出巨大聲響，在蒐集資料、幾經試驗後所得到的成果。
對於海湧發電的未來，高先生認為海洋是世界最大的資源寶庫，廣大的海洋中，有數不清的島嶼沒有足夠的能源可供利用，如果海湧發電能克服經費以及技術上的困難，真正付諸實行，那麼將能夠有效的改善世界能源問題；對於自身的發明，高先生則謙虛的表示，只是將自然中的現象，透過簡單的機械轉換成為電力，而最重要的是，大眾應該持續觀察生命中的每一個細微，持續探索新能源的可能性。