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請光明燈放過你的香油錢吧!─節電嘉義縣篇

自己的電自己省_96
・2015/11/08 ・1742字 ・閱讀時間約 3 分鐘

本系列文章由經濟部能源局贊助,泛科學策劃執行。

走進嘉義朴子的配天宮,發現四周似乎與記憶中長得不太一樣──廟宇的香炷、香爐變少了,祈求神明保佑的光明燈也已換成了 LED燈。以上所產生的變化,其實是來自於「環保寺廟」的輔導措施。隨著國內對於環保與節能減碳意識的抬頭,越來越多寺廟投入節能的行列之中,其中成效最顯著的莫過於燈具汰換的推動。

臺灣有越來越多的廟宇改為使用LED光明燈。source:flickr / tzejen

積少成多的節電量

過去家庭用神明燈、廟宇用的光明燈、太歲燈,多為傳統鎢絲燈,功率約5瓦。然而改用為 LED照明的光明燈,功率僅約 0.2─0.7瓦,可節省至少 86%的耗電;尤其光明燈和神明燈皆為 24小時使用,一個月約可省下 3度電。

嘉義縣內登記立案的廟宇約有 714間,過去縣政府推動廟宇汰換燈具,已約有一百餘間更換成 LED燈。依據目前嘉義縣推動補助廟宇汰換節能光明燈方案,預計將再補助一百間廟宇,半年可至)少節電83.5萬度。如果依103年全國電力排放係數,也就是一度電排放 0.521公斤二氧化碳當量(CO2e)的話,該方案將能夠減少約 435噸二氧化碳排放量,不僅省下一筆可觀的電費,對減碳也貢獻不少。

為何節能燈具常推廣LED?

LED,PanSci
從節能減碳的角度上,LED燈泡具有較好的效益。

美國能源部(U.S. Department of Energy, DOE)針對 LED與一般最常使用的 CFL燈泡(Compact Fluorescent Lamp, CFL,也稱螺旋式螢光燈泡)作比較,分析兩者對資源、空氣、土地以及水的環境衝擊,發現 LED在15項評估項目中取得14項對環境較友善的評比。

現階段 LED 燈泡發光效率已達到 80~100lm/W(流明/瓦特)以上,遠比傳統白熾燈的 15 lm/W 還要好,也高於 CFL燈泡;從使用壽命來看,LED的光源燈具至少達一萬小時以上的壽命,為 CFL燈炮的2倍。單從節能減碳的角度上,LED燈泡具有較好的效益。LED相較於 CFL對環境衝擊影響較小 (Source: U.S. Department of Energy, 2012)

節能燈具的戰爭

由工研院帶領推廣的 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL,冷陰極管)液晶燈則是新的節能光源,低發熱、使用壽命長、甚至比T5日光燈更環保(含汞量比 CCFL少)的特性,也試圖搶進節能照明市場。

然而受到成本限制,LED與 CCFL仍然比一般的省電燈泡來得貴。儘管政府一連串的節電措施中,皆有部分項目為補助汰換節能燈具,但多著重公家機關或公共空間、寺廟等的燈具汰換,要全面推廣至一般住家汰換燈具仍有很長一段路要走。而 CCFL節能燈具未受到重視,也不利於產品普及化。整體而言,LED仍是未來照明市場最具潛力的發展趨勢。

嘉義縣節電計畫

嘉義縣節電計畫,PanSci
嘉義縣節電目標:3768萬度;嘉義市申請經費:3153萬元。

比鄰嘉義市的嘉義縣,在節電政策上也有許多相似之處。例如針對廟宇進行補助節能,將過去傳統耗能的太歲燈、光明燈汰換為省電燈具(如 LED燈),汰換非省電電燈以及推動廟宇節能燈具更換,佔預算總額 3,153萬元的 36%。

除了嘉義縣推廣節能燈具外,過去也有許多廟宇節能的計畫推動。根據民國99年統計,台南市約有 66%的寺廟進行汰換寺廟光明燈、太歲燈,改用 LED燈泡,包含大天后宮、天壇、關帝殿等,每座寺廟平均約有 2000盞,共汰換將近22萬盞 LED燈泡,每年約可省下 800多萬度的耗電量。

此外,於民國101年推動的「寺廟設備節能計畫」,目的為將全國的廟宇傳統耗能燈具改造為節能燈具(以 20W電子式節能燈泡與 T5節能燈具為主),降低廟宇之用電量,各縣市亦積極響應,減少碳排放。

參考資料:

  • 101年行動項目:寺廟設備節能計畫。低碳永續家源資訊網
  • U.S. Department of Energy(2012). Life-Cycle Assessment of Energy and Environmental Impacts of LED Lighting Products Part 2: LED Manufacturing and Performance.
  • 工業技術研究院(2009)。CCFL液晶燈[LCD Lighting]照明技術新知
  • 張力元(2012)。一般辦公室 T-Bar方型燈具新興節能光源適用性之研究。國立高雄大學都市發展與建築研究所碩士論文。
  • 經濟部能源局(2008)。照明系統 Q&A節能技術手冊。財團法人台灣綠色生產力基金會。
  • 經濟部能源局(2012)。LED照明節能應用技術手冊。財團法人台灣綠色生產力基金會。

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自己的電自己省_96
22 篇文章 ・ 0 位粉絲
台灣能源主要都是進口的,但你知道嗎,我國有98%都是仰賴國外能源,所以節電只能靠你我做起,自己的電自己省!! http://energy-smartcity.energypark.org.tw/

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地震規模越大,晃得越厲害?

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2021/09/16 ・3706字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文由 交通部氣象局 委託,泛科學企劃執行。

某天,阿雲跟阿寶分享了一個通訊軟體上看到的資訊:

阿雲:「欸,你知道最近有個傳言說,花蓮有 7.7 級地震,如果發生的話台北會有 5.0 級的震度耶!」

阿寶:「蛤?那個傳言也太怪了吧,應該是把規模和震度搞混了!」

震度:量度地表搖晃的單位

確實常常有人把地震的規模跟震度搞混,實際上,因為規模指的是地震釋放的能量大小,所以當一個地震發生時,它的規模值已經決定了,只是會因為測量或計算的方式不同,會有些許的數字差異,而一般規模計算會到小數點後第一位,故常會有小數點在裡面。然而震度指的意思是地表搖晃的程度,度量表示方式通常都是以「分級」為主,比如國外常見、分了 12 級震度的麥卡利震度階,就是用 12 種不同分級來描述,而中央氣象局目前所使用的震度則共分十級,原先是從 0 級到 7 級,而自 2020 年起,在 5 級與 6 級又增了強、弱之分,也就是震度由小而大為 0-1-2-3-4-5弱-5強-6弱-6強-7 等分級,所以在表示上我們以整數 + 級或是強、弱等寫法,就可以區分規模和震度,不被混淆了!

而為什麼專家常需要強調震度和規模不一樣?那是因為震度的大小,是受到許多因素的影響。地震發生後,造成地表搖晃的主要原因是「地震波」傳來了大量能量,規模越大的地震,代表的就是地震釋放的能量越大,就像是你把擴音的音量不斷提高時,會有更大的聲音傳出一般。所以當其他的因素固定時,確實會因為規模越大、震度越大。

可是,地震波的能量在傳播過程中也會慢慢衰減,就像在演唱會的搖滾區時,在擴音器旁往往感覺聲音震耳欲聾,但隔了二、三十公尺之外,音量就會變得比較適中,但到了會場外,又會變得不是那麼清楚一樣。所以無論是地震的震源太深、或是震央離我們太遙遠,地震波的能量都會隨著距離衰減,一般來說震度都會變得比較小。

「所以,只要把那個謠言的台北規模 5.0 改為震度 5 弱,說法就比較合理了嗎?」阿雲說。

「可是,影響震度的因素還有很多,像是我們腳下的岩石性質,也是影響震度的重要因素。」阿寶說。

場址效應:像布丁一樣的軟弱岩層放大震波

原本我們都會覺得,如果地震釋放能量的方式就像是聲音或是爆炸一般,照理說等震度圖(地表的震度大小分布圖)上會呈現同心圓分布,但因為地質條件的差異,分布上會稍微不規則一些,只能大致看出震度會隨著離震央越遠而越小。地震學上有一個專有名詞叫做「埸址效應」,指的就是因為某些特殊的地質條件下,反而讓距離震央較遠的地方但震度被放大的地質條件。其中最常見的就是「軟弱岩層」和「盆地」兩種條件,而且這兩種還常常伴隨在一起出現,像是 1985 年的墨西哥城大地震,便是一個著名的例子。

影片:「場址效應」是什麼? 布丁演給你看

墨西哥城在人們開始在這邊發展之前,是個湖泊,湖泊中常有鬆軟的沉積物,而當湖泊乾掉之後,便成了易於居住與發展的盆地。雖然 1985 年發生的地震規模達 8.0,但震央距離墨西哥城中心有 400 公里,照理說這樣的距離足以讓地震波大幅衰減,而地震波傳到盆地外圍時,造成的加速度(PGA)大約只有 35gal,在臺灣大約是 4 級的震度,然而在盆地內的測站,卻觀測到 170gal 的 PGA 值,加速度放大了將近五倍,換算成震度,也可能多了一至二級的程度,也造成了相當程度的災情。盆地裡的沉積物,就像是裝在容器裡的布丁一樣,受到搖晃時,會有更加「Q 彈」的晃動!

1985 年墨西哥城大地震的等震度圖。圖/wikipedia

因此,在臺灣,雖然臺北都會區並沒有比其他區有更多更活躍的斷層,但地震風險仍不容小覷,因為臺北也正是一個過去曾為湖泊的盆地都市,仍有一定程度的地震風險,也需要小心來自稍遠的地震,除了建築需要有更強靭的抗震能力,強震警報能提供數秒至數十秒的預警,也多少讓人們能即時避災。

斷層的方向與震源破裂的瞬間,也決定了等震度圖的模樣

阿雲似懂非懂的接著問:「可是啊,為什麼有的時候大地震的等震度圖長得很奇怪,而且有些時候震度最大的地方都離震央好遠呢!也太巧合了吧?」

「這並不是巧合,因為震央下方的震源,指的其實是地震發生的起始點,並不是地震能量釋放最大的地方啊!」阿寶繼續解釋著。

「蛤!為什麼啊?」阿雲抓抓頭,一邊思考著。

地震是因為地下岩層破裂產生斷層滑動而造成的,雖然不是每個地震都會造成地表破裂,但目前科學家大多認為,地震的破裂只是藏在地底下,沒有延伸到地表而已,而且從地震的震度,也可以看出地底下斷層滑移的特性。

斷層在滑動時,主要的滑動和地震波傳出的地方,會集中在斷層面上某些特定的「地栓」(Asperity)之上,這些地栓又被認為「錯動集中區」,而通常透過傳統的地震定位求出來的震源,其實只是這些地栓中,最早開始錯動的地方。但實際上,整個斷層錯動最大的地方,往往都不會在那一開始錯動的地方,就像是我們跑步時,跑得最快的瞬間,不會發生在起跑的瞬間,而是在起跑後一小段的過程中,而錯動量最大的區域,才會是能量釋放最大的地方。而或許是小地震的地栓範圍小,震央幾乎就在最大滑移區的附近,因此也看不太出來,通常規模越大,震源的破裂行為會隨著時間傳遞,此效應才會越明顯。

震源與震央位置示意圖。圖/中央氣象局

那麼斷層上的地栓位置能否確認?這仍是科學上的難題,但近年來科學進展已經能讓我們透過地震波逆推斷層上的錯動集中區,至少可以透過地震波逆推斷層破裂滑移的型式,得以用來比對斷層破裂方向對震度分布的影響。以 2016 年臺南—美濃地震為例,最大錯動量的地區並不在震央所在的美濃附近,而是稍微偏西北方的臺南地區,也就是因為從地震資料逆推後,發現斷層在破裂時是向西北方向破裂。而更近一點的 2018 年花蓮地震,錯動量大、災害多的地方,也是與斷層破裂方向一致的西南方。

一張含有 地圖 的圖片  自動產生的描述
2016 年臺南美濃地震的等震度圖。圖/中央氣象局

透過更多的分析,現在也逐漸發現破裂方向性對於大地震震度分布的影響確實是重要議題。而雖然我們無法在地震發生之前就預知地栓的位置,但仍可從各種觀測資料作為基礎,針對目前已知的活動斷層進行模擬,就能做出「地震情境模擬」,並且由模擬結果找出可能有高危害度的地區,就能考慮對這些地區早先一步加強耐震或防災的準備工作。

多知道一點風險和危害度,多一份準備以減低災害

但是,直到目前為止,我們仍無法確知斷層何時會錯動、錯動是大是小。科學能給我們的解答,只能先評估出斷層未來的活動性中,哪個稍微大一些(機會小的不代表不會發生),或者像是斷層帶附近、特殊地質特性的場址附近,或許更要小心被意外「放大」的震度。而更重要的是,當地震來臨前,先確保自己的住家、公司或任何你所在的地方是安全還是危險,在室內要小心高處掉落物、在路上要小心掉落的招牌花盆壁磚、在鐵路捷運上要注意緊急煞車對你產生的慣性效應…多一些及早思考與演練,目的就是為了防範不知何時突然出現的大地震,在不恐慌的情況下保持適當警戒,會是對你我都很重要的防震守則!

【參考文獻】

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