小風機、大市場
而繼太陽能光電之後,從2009年開始,中小風機也加入補助之列,各國政府補助額度不一,從美國的30%到韓國的60%都有。
台灣則從去年開始收購綠能電費,太陽能每度電收購價11元,小風機的風力發電則每度收購價7元。
蘇美惠指出,台灣小風機(400W~150kW)正值萌芽階段,這3年業績大躍進,出貨量從2009年的四千多部,到今年預估量四萬七千多部,業績大幅成長十倍以上;產值也從2009年的台幣1億多元,躍升到17億多元。
「小風機的市場非常大,」蘇美惠指出,中小型風機在應用方面不斷推陳出新,除了偏遠地區、家庭用電、交通號誌、路燈外,新近又擴展到遊艇、漁船上,目前越南和中國大陸很多湖泊上的漁船遊艇都裝設小風機,用以節省柴油的耗費。
台灣「垂直軸式」技術有優勢
由於大型風力發電機的關鍵技術仍掌握在歐美大廠手中,台灣的大型風力發電機組多需仰賴進口。但中小型風機的自主性高,無論是複合材料葉片或電控系統、基座等相關產業,台灣都很強,發展潛力與立基相當大,再加上有堅強的研發團隊作為後盾,前途一片大好。
以清大開發的小型風機為例,特色在於「葉片」材質與「垂直軸」設計。
不同於過去「水平軸式」的風力機,葉片旋轉主軸與立桿平行;「垂直軸式」風力機,葉片旋轉主軸與立桿垂直。
水平軸式風力機有很吵(葉尖端形成的噪音與風車轉速的五次方成正比)、會打到飛鳥、吃不到風就不動等缺點,因此美國已有22個州立法禁止水平軸式小風機裝設在住宅區或都會區。
垂直軸式風機則具有安靜、安全、好安裝等優點,且上風、下風各方向的風都「吃」(收集)得到。
其次,葉片材質也是影響風速和風機壽命的關鍵。早期國內外業者多使用鋁或不鏽鋼金屬的葉片,截面積小,在大陸內蒙地區測試3年就被沙塵、冰雪鏽蝕了。
清大研發的風機葉片採用高分子複合材料(玻璃纖維或碳纖維和耐腐蝕性的聚乙烯基樹脂),安全性較高,架設方便,無論是都會區大樓的樓頂平台、休閒遊樂區、農場、學校、社區、公園都能裝設,號稱是一種「可攜式電力」。
這種安全葉片材質較輕(約為傳統材質的五分之一重量),比較好吹動。一般小型風機只要在「樹葉及小枝搖動不息、旌旗飄展」的微風(每秒3.4∼5.4公尺的風)下即可啟動,而清大研發的垂直軸小風機大約只要每秒2公尺左右的風速即可轉動。
更值得推崇的是,其葉片設計與強度,可延長使用年限至15~17年。
至於小風機所使用的蓄電池,也是沒有污染問題、可回收的磷酸鋰鐵蓄電池。目前清大正與北京清大合作開發第三、四代的環保電池(全釩液電池)。馬振基表示,台灣發展中小型風機才五年,中國大陸已發展了近二十年,但他們在材料開發技術上一直無法突破,直到與台灣合作,才開始有長足的進展。
小風機外銷看漲
小風機好處多多,但目前台灣生產的小風機仍以外銷為主,根據台灣中小型風力機發展協會統計,去年台灣中小型風機出口比例高達79%,其中又以中國大陸的64%為最大宗。
馬振基指出,中國大陸積極發展風光綠能,內蒙呼和浩特市附近的浩瀚大草原上,可以看見各國風力發電機的身影,當然也有台灣的風光互補型小風機。內蒙現在趕羊不騎馬,而是騎「充電式」的電動摩托車。家家戶戶的蒙古包上都裝設太陽能板,甚至連雜貨店都販售太陽能板。
反觀台灣,何以不見新竹家家戶戶屋頂都裝設小風機和太陽能板呢?主要原因是,台灣電價低廉,再加上小風機目前造價不斐,缺乏誘因。
身兼清華大學「低碳綠能校園」召集人的副校長葉銘泉指出,一座風光互補路燈的造價將近20萬,電能回收成本至少需要10年以上,受限於經費,尚難大規模的裝設,目前清華大學裡6座路燈皆為研究用途。
然而,為了推廣,清大與新竹市政府合作設置「中小型風力機系統示範與測試平台」,先後將在青草湖畔以及年底即將要開館的「台灣世博館」園區,裝設一整排「風光互補型」路燈。
只是,示範歸示範,要推廣到學校、社區、一般民宅,價格誘因仍是關鍵因素。
目前300瓦(W)的小風機售價約台幣10~12萬元,而一般家用功率3千瓦(kW)、農場5千瓦(kW),造價則高達四、五十萬元台幣,若非電網無法到達的偏遠地區,現階段仍缺乏誘因。
期待「綠能風光」
放眼未來,家家戶戶屋頂上風機轉動的風光,可不可能變成台灣另一番風景?
蘇美惠表示,台灣電費太便宜,一般住家用電耗電量在330度以下,每度僅2.68元,加上台灣各地區的風況不同,很難普遍推廣,現階段多用於路燈、農場、魚塭、學校、公園等戶外或公有設施。
馬振基則相當看好未來市場,只要產量增加,價格自然會下降,他預估,三、五年內,當300W小風機價格降到10萬以下;3kW價格降到二、三十萬以下,約10年內可回本,政府若能進一步便捷收購申請程序,台灣屋頂的「綠能風光」指日可待。