【專題探索】能源個論2 國內外陸域風電發展概況
曹方瑜 (2020/06/09) 《台經月刊第43卷第6期》
陸域風電在眾多的再生能源發電中，發展相對來得成熟，且設置成本也因為技術純熟而具有較高的競爭力，雖然陸域風電具有發電時不會排放溫室氣體的優點，但風機造成的環境衝擊，也使近年來陸域風場在規劃設置時碰到許多困難，導致陸域風場每年的新設置量有減緩的趨勢。目前的文獻大多是單獨研究陸域風電的發展階段，例如發展初期的政策、發展過程中產生的問題，以及現階段的發展情況，故本文整合發展陸域風電的各個階段，希望能完整了解陸域風電這個能源領域。
本文主要使用個案研究法(case study method)，首先在介紹陸域風電特性時會使用台灣案例；而敘述陸域風電的正反效益時，鑒於英國有許多陸域風電效益的研究，故以台灣及英國案例加以陳述。在探討發展的初期階段時，首推發展風電悠久與風電技術純熟的英國和德國，並與台灣一起做案例分析；最後在發展過程與現況會著重在台、德，主因為德國是台灣的民營風機業者主要之合作夥伴，亦是我國再生能源政策與目標的學習對象，且兩國在陸域風電產業的經貿、技術和政策規劃上都有密切的交流與研究。希望此研究結果有助於台灣未來陸域風電的政策規劃與發展動向。
陸域風電特性
風屬於一種間歇性(intermittent)能量來源，風本身無法發電，也沒辦法因應需求而產生；而風能也是變化多端的能源，雖然長期來看可統計出一定的週期和波動，但短期來看，風的變化是非常劇烈的，儘管如此，目前風能可藉由搭配其他能源技術以提供相對穩定的電源，故風能為目前全球普遍使用的再生能源之一。
將風的動能轉換成電能的主要裝置是風力渦輪機(wind turbine)，簡稱風機，是風能轉換系統(Wind Energy Conversion system)中一個重要的設備，風機通常有兩種設計：水平軸和垂直軸風機。水平軸風機是目前較普遍的標準設計，看起來就像三個葉片無罩的巨型電風扇；垂直軸風機相對少見，且設計變化較大（圖1），雖然垂直軸渦輪機可以較水平軸更緊密地設置在一起，且不受到特定風向的限制，但是由於葉片較水平軸葉片更易磨損，導致垂直軸相對水平軸風機故障率較高(Audubon California, 2020)。台灣的陸域大型風場使用的風機大都從歐洲進口，考量到台灣的設置地點和風況，皆選擇設置水平軸風機，且水平軸風機與垂直軸風機相比因接受特定範圍的風向，葉片汰換率較低，故在運轉維護上也較垂直軸風機更具有成本競爭力。
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