在阿公店水庫建置的水面型太陽光電,採用浮力式施工。(取自經濟部水利署官網)
台灣位在亞熱帶,陽光偏斜角度小、日照時間長,非常適合發展太陽光電,可惜地狹人稠、土地面積不足,難以大規模設置地面型光電。隨著科技日新月異,水面型光電逐漸成為土地狹小國家的發展趨勢,在水庫、湖泊、埤塘、滯洪池或淨水場設置太陽能板,不僅可以避免佔用土地資源,還能提高發電效率,並減少水的蒸發、優養化現象發生。
如同日本、韓國、英國、中國等各國都有水面型光電的經驗,其中又以日本設置的數量最多。近年來,新加坡也跟進開發,在 2021 年 4 月啟用水面型光電案場,該案場的太陽能板覆蓋登格水庫(Tengeh Reservoir)將近 1/3 水面,等同於 45 座足球場,完工後發電量達 60MW,可供當地 5 座自來水廠使用。
水面型光電的優勢,不只解決國土面積不足以設置再生能源發電裝置的問題,還可以提高發電量。根據荷蘭再生能源新創公司 Oceans of Energy 調查指出,與地面型太陽能相比,預估水面型太陽能的發電量高出 15%。另世界銀行旗下國際金融公司(IFC)表示,水本身具有降溫效果,可提高太陽光電面板的性能,使發電效率提高 5% 至 10%。
「水面型光電與地面型光電最大的差異,就是土地取得相對單純。」中興工程系統及電氣工程部資深協理余遠添表示,地面型光電需要自行圈地、申請地目變更,機關審查後核准才能施作,流程相對複雜。若在水庫設置太陽光電,土地取得僅需向水利署投標承租;彰濱工業區崙尾東區原本就屬工業區轄下土地,是由工業局經招標後出租給光電業者,無須自行圈地與辦理地目變更等程序,節省前期開發時間。
余遠添也提到,水庫與工業區在全區開發時,都已經通過大型環評,在設置水面型光電時,僅需提出差異分析報告,分析是否對環境現況有所影響。
舉例而言,阿公店水庫從 2017 年設置水面型光電,歷經 6 年長時間的水質檢測,數據均符合標準;農田水利署也在埤塘設置水面型光電板,經監測水質標準,數據顯示水質並沒有因為光電板設置而受到影響。水庫與埤塘也因為有太陽能板吸熱,進而減少水的蒸發,而水面有遮蔽物後,還能抑止藻類進行光合作用、生長,避免水質優養化。
依據對環境衝擊、氣候風險、施工技術與投資效益等條件,水面型光電系統又分為立柱式或浮力式等兩種施工模式。若案場水位較淺,多採取立柱式;水位較深、水位變化較大則適合浮力式。由於開挖較小、泥作量體較少,浮力式對於水庫、湖泊與潮間帶等環境的衝擊也較小。
對此,余遠添指出,立柱式打樁多用在地面型光電,若要在水中打樁,施作過程相對複雜,還要配合地質鑽探。水面型較適合浮力式,將太陽能板放在浮台上,再透過水底沉錨的方式就能固定在水域,施工速度也相對快,約一年內可以完成 180MW 的案場。
關於水面型光電的安全性,余遠添表示,日本做了不少水面型光電,台灣與日本每年都有颱風,在工程上都會考量能否因應颱風侵襲,結構均經過結構技師簽證,有時也會拉鋼索在岸邊錨定。設備的抗腐蝕性能皆經過設計,金屬材料會採用不鏽鋼,機電設備則放在貨櫃裡保護,所有設備都經過一定的認證,在選用上也符合政府規範與標準。
當全球朝淨零碳排的目標邁進,推動再生能源已勢在必行。然而,國土面積小、人口密度高的台灣,缺乏廣大土地設置地面型光電,必須找到與環境共融的發展模式,並在定期檢測與評估下開發案場,而低環境衝擊、高適應性的水面型光電,或許是未來的解方之一。
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