陽光、沙灘、海浪，還有發電機！

在夏威夷的海岸，Azura將海浪的動能轉化成電能。來源

夏威夷是著名的巨浪誕生地，各地觀光客與衝浪好手皆慕名而來。但你知道嗎，這些巨浪不只是看起來雄偉，衝起來刺激，它更是一項能被人們使用的再生能源。如今，美國在夏威夷即將使用波浪進行發電，供給島上居民使用。

2010 mavericks competition by Shalom Jacobovitz – SJ1_8558. Licensed under CC BY-SA 2.0 via Wikimedia Commons.

用波浪發電並不是一件新奇的事，早在19世紀初期就有工程師設計出來（只有設計出來，並沒有做出來），直到70年代「沙特鴨」的出現，才開始蓬勃發展。過去，海洋能源並非顯學，但在能源問題日益嚴重的今天，漸漸受到關注。（沙特鴨，Salter Duck，又稱為「點頭鴨」，是一種凸輪外形的浮體，用途是吸收波浪的能量進而把這能量轉換成為電能，這裝置至今仍被公認是最有效率的波能吸收器之一。資料來源）

波浪發電原理是擷取海浪上下震動的位能差或前進的動能，轉換成力學能推動發電機。全球可經濟發展的波浪能有2,000 TWh／年（1 TWh＝10¹²瓦‧小時），美國能源部（DOE）表示只需轉換出5%美國海域的波浪能，就能供應美國500萬戶家庭的用電，但波浪發電機仍有許多待解決的問題，例如轉換效率、成本以及無法穩定供應。

波浪發電雖然原理簡單，卻因龐大的研發成本（海象變化多端，必需實地測試才能得到有用的數據）、維修費用，讓波浪發電機成為商人眼中惡名昭彰的賠錢貨，必須仰賴資金充裕的大型能源公司或是政府補助，才能有長遠發展。

美國這項海浪發電計畫包含了Azura的原型機，由Northwest Energy Innovations製造。比起舊式的海浪發電機只能捕捉單一軸向的波動（例如上下或左右擺動），Azura可360∘捕捉海浪的複雜運動，使海浪發電效率得到提升。

Azura的模擬影片

上個月，Azura正式運作，預計會試運一年，這段期間由各個不同的研究團隊監控，其中包含夏威夷大學的研究團隊，他們曾獨立證實這種波浪發電機是有能力供電給全國電網。如果運作狀況良好，預計2017年將會運作更大型的波浪發電裝置。

大量研究團投入海浪發電的研究工作，堪稱是史上頭一遭。而美國能源部（DOE）也注意到，超過五成的美國人口居住在海岸邊，人口分布讓傳輸的消耗減少，海浪發電成為全新可行的替代能源選項。

美國能源部目前正極力贊助海浪能源的研發，並舉辦「海浪能源獎」，比賽以製造出最好的海浪發電裝置為目標，並開放給大眾團隊參加。比賽報名於上個禮拜截止，共計有92個團隊通過第一階段審核，有希望獲得150萬美元的獎金。八月將會選出20個團隊進入決賽，這20個團隊將會繼續實現他們的設計。

參考文獻：

• For The First Time, Waves Are Adding Power To The U.S. Grid　Popular Science 【July 8, 2015】
• Wave Power’s Uncertain Future IEEE Spectrom 【September 17, 2014】
• DOE Launches New Grid-Connected Wave Power Project in Hawaii IEEE Spectrom 【July 9, 2015】
• 林鎮洲(2012)。滔滔白浪放光明。《科學發展》2012年3月，471期，26 ~ 35頁。
• 呂錫民(2015)。台灣發展波浪能的評估。《科學發展》2015年4月，508期，56 ~ 59頁。

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