【綠能造浪者2-1】它能模擬瘋狗浪! 全台唯一、世界前10大國際級離岸工程試驗水池亮相

10月初的南台灣，驕陽依然高掛天上，一行人探訪位在高雄興達港附近的海洋科技產業創新專區；海風迎面撲來，儘管空氣中仍漫布著海水鹹味，但有了「專區」加持，也給傳統漁村注入「科技創新」活力。

台灣四面環海，大海蘊藏著綠色能源的無限潛能，但若想探索海洋中的能源寶藏，擁有一座離岸工程試驗水池必不可少。

為此，經濟部能源署與金屬工業中心，在這裡打造一座國際級的深水池試驗場域，總造價近13億元，可以在等比例尺縮小環境中，造波、造浪、造流，也模擬17級風浪進行基本驗證測試，成為台灣發展浮式風電、波浪發電、洋流發電等各類海洋能源的測試基石，也是名符其實的「綠能造浪者」。





金屬中心處長陳維德介紹，有別於國內各大學現有的測試水池，多只有造波能力，欠缺造流工程，多以驗證近岸工程、船舶操作測試為主。高雄海洋科技產業創新專區今年8月15日落成的深水池，是台灣唯一一座國際級離岸工程試驗用深水池，能模擬海洋實際海域環境，透過等比例縮小測試，降低廠商研發中的風險及成本，有利台灣未來朝向發展浮式風電、波浪發電、水下電能設備開發。

陳維德表示，歐洲、尤其北歐國家，測試水池發展歷史悠久，例如挪威有一座長80米、寬30米、深10米的測試水池，為當今全球最大，在協助北歐海事工程發展已有相當成績。

高雄海洋科技產業創新專區的測試水池，長36米、寬30米、深12米，扣除升降設備後，實際可操作水深達10.5米，是全台灣最大。採用乾背式蛇形造波設備，由水池長短兩邊造波板及削波段組成，單邊最大波高可達0.5公尺，（相當於高低落差1公尺），可模擬實海域多方向波譜。





例如測試水池可透過人造規則波、不規則波、聚焦波（俗稱瘋狗浪）來驗證浮式風機模型，在各種波浪下的抗風、抗浪能力。

另外也有造流設備，採用外循環式造流系統，可以模擬實海剖面流場；未來若發展海洋能，潮汐能，可做為試驗場域。陳維德也透露，國內已有研究洋流發電的大學，由教授帶隊前來進行驗證測試，確保實驗結果可以繼續放大，再前往實海域進行測試。

造風設備則利用捲揚機與繩索張力，模擬風對結構物造成的作用力及力矩。

升降平台則配合試驗需求，改變水池深度，最大水深10公尺。

工作台車則位在池面上面2公尺處，用於架設儀器及工作人員乘載。另由桁架、吊機、縱樑組成天車，可用於吊掛實驗相關重物，乘載上限達20噸。





陳維德表示，台灣這座大型試驗水池的土木造價達7.7億元，設備約5億元；可進行1比36，1比30，及1比10的縮小測試。

能源署副署長吳志偉則說明，考量到動力及運動條件，等比例縮尺測試不能太小，一般而言，1比36的縮尺測試已屬最小；而1比10的等比例縮小測試結果，已貼近實際海域情況。最重要的是，這座大型試驗水池具備將所有測試參數數位化能力，可依據參數找出最佳設計方案，方便進行後續的模型分析，以及測試修正。

不過，陳維德也坦言，雖然這座大型試驗水池位在海邊，考量成本效益，並未直接採用海水進行測試；其原因是直接採用海水測試，設備須要提高抗腐蝕能力，光設備成本至少再貴3成。因而使用淡水測試，再透過浮力計算模擬其在海水中的效果。

陳維德表示，透過模擬結果進行設計驗證，之後再模擬修正，歐洲測試2至4個月，每案收費在新台幣400萬至1,000萬元之間。在台灣，每案每月測試的公告價位在300萬元左右，視造波、造流時間長短再酌以調整。

據了解，今年8月15日開幕以來，已接到2件測試案；若全年使用率滿載，約可接2到3件大型測試案，或著10-15件小型測試驗。