2005/03/05
經濟部能源局
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▓撰文：翁鳳英 ▓圖片提供：德國Nordex風機製造公司
如果讀友曾經到過德國，一定見過很多豎立在平原或山丘上巨型的風力發電機，它們與開闊的地域，優美的景致，在藍天白雲的烘托下，形成一幅美麗的圖畫。在這裡，風力發電機可不是唐吉訶德裡與主人翁搏鬥的大怪物，而是肩負著德國發展再生能源重大使命的設備。我國在響應政府建立非核家園政策之際，亦大力推動風力發電之時，德國Grevenbroich的風力公園與風機機組測試場究竟有何特色，值得我國政府和業者學習，請看本文報導。
向以「能源專家」著稱的德國人，善於利用地域優勢發展能源，北部靠北海、波羅地海和內陸以發展風力為主；南部陽光多，則以發展太陽能為首要目標。身為發展風力能源先進國家之一的德國，政府早在1990年即已訂定相關能源法令鼓勵發展風力發電。在近十年來，為了要達到歐洲國家在京都議定書上降低溫室氣體排放的目標，德國正式宣布將陸續除役國內的19座核能電廠，風力發電變成該國政府加速努力的目標。
風力公園和風機測試的重要性
根據德國風力能源協會與官方統計數字，截至2004年9月底止，德國共裝置16,017座風力發電機，風力發電總裝置容量為15,688 MW，已經超過水力發電裝置容量。德國的風力發電團體希望在2010 年時，風力發電裝置容量（內陸與離岸風力發電）能夠佔全國總發電裝置容量的10％，2030年時達到30％。從整個風力能源發展結構來看，政府法令的訂定與落實，以及人民環保意識高昂為決定性因素，而風力公園的決定與風機機組測試亦同樣為發展風力能源重要的一環。
1998年，德國總理施若德蒞臨Grevenbroich小鎮，主持了全世界最大的內陸風力公園測試地啟用典禮。這個鮮為人知的德國小鎮，位於人口最密集的北萊茵威斯特法利亞區，離柯隆 （Koln）與杜塞朵夫（Dusseldorf）南北兩大城市各30分鐘車程，人口大約5萬，是個綠色能源小鎮，在風力公園與風力發電機組的測試上，成果卓越。
讀友可能對於風力公園的測試和設計感到好奇，更對看似構造簡單的風機機組需要測試和認證心中存疑。事實上是，風力公園的決定與風力資訊的收集攸關風力能源的產生；而裝置風力發電機組時，更需要考量諸多因素，例如風機的安全性，以及風機運轉時產生的陰影是否會對附近居民產生干擾等。
WINDTEST半官方半民營服務
目前Grevenbroich的風力公園與風機機組測試場由WINDTEST負責經營管理。該公司成立於1996年，以合作社的方式經營，主要股東包括私人銀行、能源公司以及地方政府單位，以半官方半民營的模式提供服務。
以發展更多有效的內陸風力能源為成立宗旨的WINDTEST，目前所經營的風力公園，依風機機組高度的不同，平均風速為每秒6～6.5公尺。在這個風力公園內，共有八架風機機組，發電量介於600～2,500kW之間。另外亦有小型風力公園，專為測試小型風機機組而設。
依風機製造廠商的不同需求，每架風機所需的測試時間為二至三年不等。WINDTEST負責維護風力公園內的基礎設施，例如必須承受巨大重量的路面設施、符合國際標準規格的風力測量設備，以及必要支撐風機機組的基座等。該公司遵循FGW規章（Fordergemeinschaft Windenergie），收集如風機運轉時產生的電能、發出的噪音、風葉遇風時產生的震動等資訊，做成報告書，提供製造商以改進風機機組在機械與動能方面的特性，並依聯邦促進再生能源法令發給風機機組認證書。風機機組正式運轉後，該公司更進一步結合其他風力能源技術公司的力量，定期為風機機組進行檢測，以做為廠商維修的參考。
在該風力公園內的風機機組全來自著名風機製造廠商，如：Nordex、GE Wind、DeWind和 Sudwind等，其中Sudwind的機型已在2004年7月完成測試。
產官合作發展先進技術
對於風力能源開發廠商而言，風力公園的設計是決定風機機組是否能產生最大電能的重要因素。WINDTEST不但收集該風力公園內風力結構的資訊給風機製造商做為參考，並利用先進的技術與研究成果，幫助風力能源公司評估風力公園的設置。
在考量設置風力公園上，除了風力結構是否能使廠商儘速獲得最大經濟效益外，其他有關附近環境評估、風機機組運轉時，所產生的陰影以及噪音應避免影響到附近居民，皆為重要範疇項目。
在德國Grevenbroich的示範風力公園中，像前述的測量認定都在國家風力能源法令規定範圍內；WINDTEST以合作社的方式經營，也降低民眾對風機機組的設置帶來地價下跌以及運轉陰影的反彈。WINDTEST發展出的陰影檢測設備，在勘查過不同地形後，可以幫助廠商有效檢測出風機機組的陰影範圍，以進行必要的機組修改，符合當地法令。WINDTEST在風力公園上檢測和設計專業知識已經向法國和西班牙等國家輸出。
此外，WINDTEST執行的政府支持研究計畫包括：利用聲波測量風力公園內的風力結構，主要研究目標在於，以聲波測量出風力結構是否足以成為用來認證風機機組的要件之一。另一項計畫稱為特殊內陸風機機組測試計畫（Leichten Binnenland Windenergieanlagen），該計畫的目標為：測量位於特殊地形中的風機機組，並設法最佳化其發電效能。
他山之石，可以攻錯
相較於德國每年平均1,500小時有效風力發電，台灣西岸的2,500小時，享有更加優越的風力發電條件。近年來，雖然台灣在再生能源的使用上起步較慢，但由於政府大力推行再生能源政策，也使風力發電有了可觀的進展；惟我國目前的風力發電大都屬小型私人計畫，未有完整的產業結構，資源尚待整合。
而德國在風力能源的開發與使用上，除了供給國內使用外，更隨著政府法令日趨完備，有了產業化的現象。整個風力發電產業不但提升國內就業率，也在風機機組的製造技術上領先全球，更能向全世界輸出相關諸如風機機組測試與風力公園設置等專業Know-how，創造了無限的商機，實值得我國借鏡參採。（資料參考：德國風力能源協會www.wind-energie.de╱作者為新聞工作者，目前居住德國）