國立成功大學

能源科技與策略研究中心

104 年度報告

中 華 民 國 1 0 4 年 0 9 月 3 0 日

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目 次

摘要 ......................................................................................................................... 2

壹、現有質量化成果及特色 ................................................................................. 2

壹之一、研究發展 ................................................................................................. 4

壹之二、國際合作 ............................................................................................... 22

壹之三、產學合作 ............................................................................................... 26

壹之四、人才培育 ............................................................................................... 34

貳、研究中心現有各項資源現況描述及各項經費來源之配置 ....................... 37

叁、與國內外同領域之學校或研究機構合作之具體作法及成效 ................... 42

肆、未來發展規劃 ............................................................................................... 48

附件 ....................................................................................................................... 62

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摘 要

根據 ISI Web of Science 2011~2015 年 9 月資料統計，本校有兩個能源次領域的 SCI 論文數進入世界排名前 10 名，五個進入前 15 名；顯示整合本校跨院系能源團隊所成立的能源科技與策略研究中心(Research Center for Energy Technology and Strategy, RCETS)已達到世界頂尖研究中心的水準。中心重點技術為我國能源發展的重要項目，團隊有多項頂尖技術成

果，例如：(1)以矽基薄膜太陽能電池基本結構，將不同 Si/Ge 成份比例之漸變能隙吸收層，沉積於 p-Si 上，藉以改變電子與電洞的傳輸電場，達到平衡電子與電洞的傳輸速度，使太陽能電池轉換效率從 7.43%提昇至 9.15%；(2)離岸風力團隊完成臺灣第一個自主開發的浮動式波能發電系統，並在 103 年 8 月於臺灣海峽成功完成亞洲第一次浮動式光達佈放作業；(3)在微正壓操作條件下(50Pa)的 280kW 純氧燃煤試驗，煙道氣乾基二氧化碳濃度可達 94%，達到世界頂尖水準；(4)微藻生質能團隊建立國內第一個包含煙道氣養殖油藻、生質柴油生產、微藻殘渣合成生質燃料、高價化學品之完整微藻生質能源與生物精煉量產技術，同時也是國內

第一個建置大規模(40 噸以上)微藻光反應器模組，進行微藻養殖與藻油生產團隊；(5)開發與建置全國第一(亞洲前三)可透過網路或 AMI 介面配合電力系統調度需求執行 OpenADR 2.0自動需量反應方案之電能管理系統。

中心持續取得多項大型研究計畫，包括：科技部第二期能源國家型科技計畫(NEP-II)主軸計畫、科技部產學技術聯盟合作計畫、教育部能源科技人才培育計畫及經濟部能源局學界能

專計畫等。中心成立了四個國內唯一且具獨特性的核心實驗室，包括浮動式光達系統、染料

敏化太陽能電池實驗室、工業燃燒示範爐實驗室及建材隔熱性能檢測實驗室；這些實驗室除

了進行頂尖研究外，也作為產學合作的平台。另外，中心也建立六個產學技術聯盟，包括：

染料敏化太陽能電池、鋼製屋頂高值化、能源效率優化管理、多元燃料、離岸風力及隔熱建

材等產學技術聯盟。藉由擴大產學合作來支持中心的永續發展與邁向頂尖，以中心名義申請

的各項產學研究計畫逐年增加，102~104 年共累計 62 件 139,996 萬元，其中 104 年累計 26件，總金額約 7,087 萬元。

中心延續過去國際合作的規劃及成效，除擔任歐盟科研架構 Horizon 2020 項下新居禮夫人人才培育計畫(MSCA)-國家聯絡據點(National Contact Point, NCP)，及整合型計畫-機構聯絡據點(ICP)，同時肩負著科技部 NEP-II 的國際合作小組維運計畫。關於歐盟計畫的業務推廣上，除了延續既有的歐盟 FP7-MARINET 計畫，目前積極洽談後續 Horizon2020 計畫申請事宜，爭取成 MARINET II 成為正式參與者(Official Partner)。中心持續與國內外知名研究單位展開能源領域交流與合作，包括美國 West Virginia University 與 Argonne National Laboratory、瑞典 Chalmers University of Technology、愛爾蘭 University College Cork、波蘭 Central Mining Institute (GIG)與 Institute for Chemical Processing of Coal (IChPW)、荷蘭 University of Groningen、加拿大 York University、德國 University of Hannover 與 University of Oldenburg 等。

整體而言，中心除了發展頂尖科技外，產學與國際合作也是發展重點，並持續精進與成長中，期望在本(第二)期頂尖大學計畫經費補助終止前能達成自給自足，並預期在世界大學科研論文排名(NTU Ranking)依領域排名能夠進入世界前 30 名。努力爭取成為 106 年度本校第三期頂尖大學計畫的頂尖研究中心。

壹、現有質量化成果及特色

中心整合校內外研究人員，組成 32 個能源相關的研究團隊包括：有機太陽能電池，半導體太陽能電池、太陽熱能、風力發電、生質能源、氫能、燃料電池、化石能源新技術、工業

節能、省能技術、高效率照明、建築物節能技術、智慧電網、碳捕捉及儲存、能源策略等，

成員來自校內 8 個學院、30 個系所及與 30 個校外單位，共計約 200 位學者專家。中心在能

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源研科技與策略究方面具備三大特色：能量充沛、領域廣泛及適切整合。中心近一年的主要

績效列舉如下：

一、依 ISI Web of Science 統計，2011~2015 年 9 月成大發表能源相關論文約 1,478 篇，其中，在五個能源次領域(Microalgae、LED Lighting、Offshore Wind、Solar Cell、Energy Saving)的 SCI 論文發表數進入世界排名前 15 名。

二、103~104 年執行多項重要國家型計畫，包括： (一) 經濟部能源局學界科專計畫：「綠色生質能源科技研發及產業推廣」與「自產氫與燃料

電池系統整合於載具之應用」兩項計畫，獲補助 1,291 萬元。 (二) 科技部第二期能源國家型科技計畫(NEP-II)

1. 離岸風力及海洋能源主軸計畫四件，獲補助合計約 9,450 萬元。 2. 減碳淨煤主軸計畫二件，獲補助合計約 1,830 萬元。 3. 智慧電網主軸計畫二件，獲補助合計約 3,549 萬元。 4. 替代能源主軸中心-太陽能計畫，獲補助約 495 萬元。 5. 節能主軸計畫二件，獲補助合計約 984 萬元。

(三) 獲得教育部補助成立工業節能教學聯盟中心，103 年獲補助經費約 250 萬元(103 年 03月 12 日~104 年 02 月 28 日)；104 年獲補助經費約 255 萬元(104 年 03 月 01 日~105 年02 月 29 日)。

三、中心專任研究人員爭取各項產學研究計畫逐年增加，103 年 7 月至 104 年 8 月止獲補助共約 7,428 萬元。

四、離岸風力團隊於 103 年 8 月底在臺灣海峽成功完成亞洲第一次「浮動式光達」佈放作業。

五、執行科技部 NEP-II 國際合作維運小組計畫。

六、102~104 年獲教育部指定擔任歐盟科研架構 Horizon 2020 項下 MSCA- NCP，103 年起擔任歐盟科研計畫架構(EU Horizon 2020)臺灣國家聯絡點的 ICP。

七、與美國 West Virginia University , Argonne National Laboratory、荷蘭 University of Groningen、捷克 Technical University of Ostrava、波蘭 GIG 和 IChPW 及瑞典 Chalmers University of Technology 完成簽署雙邊合作意願書(MOU)或研究合作協議(RCA)。

八、今(104)年度 5 月協助科技部成功加入歐盟離岸風力研究計畫(DemoWind)：提供科技部目前國內離岸風電的發展現況和研發能力，參與由英國 Department of Energy and Climate Change (DECC)所主導，結合丹麥(EUDP)、比利時(IWT)、荷蘭(Min Ez)、西班牙(CDTI, MINECO)、挪威(RCN, Enova)共七國九個單位共組聯盟。歐盟於今(104)年度 9 月間通過DemoWind 計畫。

九、舉辦重要學術研討會，如：第二十四屆燃燒與能源學術研討會、2014 International Symposium on Energy Technology and Strategy (ISETS 2014)、第 13 屆國際噴霧及霧化系統研討會(The 13th International Conference on Liquid Atomization and Spray System, ICLASS 2015)等；其中 ICLASS 2015 於 104 年 8 月 23~27 日在成功大學主辦，為噴霧與霧化相關領域最重要的國際會議，每三年舉辦一次，本次會議共有全球 24 國 300 多位學者專家與廠商代表與會，254 篇論文發表為歷屆之最。

十、根據中心核心研究技術，串聯產官學研進行國際學術參訪(香港、美國、加拿大、韓國及歐洲)，並推動成立國際核心技術交流聯盟，如：中心離岸風力團隊已與加拿大的學術單位 York University，業界單位 Zephyr North 建立合作關係。

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壹之一、研究發展

中心研究團隊從技術發展、能源產業及策略政策等三大層面進行整合規劃能源產出

(Energy Generation)、能源管理(Energy Management)、能源應用(Energy Implement)及能源策略與政策(Energy Strategy and Policy)四大研究群組(如表一)。中心強調分工、串聯及統合，落實目標導向及具體產岀，以邁向世界頂尖研究中心。在研究方面，依 ISI Web of Science 統計(如表二)，2011~2015 年 9 月本校發表能源次領域相關論文共計約 1,478 篇，其中有 5 個能源次領域的 SCI 論文發表數進入世界排名前 15 名，顯示中心位居世界領先的學術地位。

表一、中心四大研究群組

群組 召集人 核心技術

能源產出 李清庭 太陽光電與太陽熱能、中小型風力發電系統、零 CO2 排放之生質能系統、多單位共振浮體波能發電系統

能源管理 楊宏澤 智慧型綠建築技術、高效率電能轉換技術、儲能材料技術、智慧型電網技術

能源應用 林大惠 純氧淨煤燃燒結合高效率二氧化碳捕捉技術、氫能與燃料電池、超級鋼製程之 CO2減量技術

能源策略

與政策 陳彥仲 能源安全與區域政策、運輸節能減碳、能源產業發展策略、綠

能城市社經環境及實質空間規劃

表二、2011~2015 年能源次領域論文排名表現(依大學評比)

Microalgae LED Lighting Offshore Wind Solar Cell

2 8 11 13

Energy Saving Heat Transfer Green Building Energy Conversion

14 28 31 55

針對邁向頂尖大學計畫的發展目標，依據中心學術資源優勢以及臺灣當前能源問題的重

點，訂定兩大面向：「再生能源結合智慧型電網系統發展及應用策略」與「淨潔能源及減碳捕

碳技術發展及應用策略」。整體規劃及具體實施策略為：

一、發展四大重點技術：「太陽能發電系統」、「離岸風力發電系統」、「多元燃料節能減排技術」

與「微藻生質能系統」，整體架構如圖一所示。前兩者是我國未來重要的替代能源，後兩

者則關係到燃煤火力發電廠的二氧化碳捕捉與處理方式。

二、重點技術整合成系統開發：結合本校在智慧電網上的技術強項，讓替代能源的使用更普

及化與便利化。對中心而言，科技與策略兩方面的研究發展是同等重要，尤其是以科技

為基礎的策略分析才能使能源策略規劃落實執行。因此中心近年來不斷邀請具策略分析

專長的研究人員參與各式能源科技的研發，也逐漸展現出成效。自2013年開始，中心依據本校及相關單位的研究資源，逐步研議能源策略研究的主軸議題。

三、執行多項國家重要計畫，包括：NEP-II離岸風力及海洋能源主軸、減碳淨煤主軸、智慧電網主軸、替代能源主軸中心-太陽能、節能主軸中心-住商節能及工業節能；染料敏化太陽能電池、能源效率優化管理、鋼製屋頂高值化等三項產學技術聯盟合作計畫；以及

經濟部能源科專計畫「自產氫與燃料電池系統整合於載具之應用」及「綠色生質能源科

技研發及產業推廣」，顯示中心在能源領域充沛的研究能量，並具備解決學界及業界技術

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瓶頸的能力。

四、建立產學聯盟：與四大技術相關的重量級業界建立產業聯盟，並針對業界所面臨的能源

技術瓶頸深入研發。其發展成功的技術將更有助於業界並樂於採用，因而將更提升業界

提供研究經費或技轉金給予中心的意願，兩者相輔相成，而成為緊密的能源發展夥伴關

係。

五、設立諮詢委員會並定期舉行諮詢委員會議。由校長擔任主任委員，教務長、研發長、研

究總中心主任及中心主任為當然委員，並延聘國內外知名學者專家擔任諮詢委員。國外

委員包括瑞典皇家科學院趙光安院士、美國費米國家實驗室葉恭平教授、美國華盛頓州

立大學劉鎮欽教授；國內委員包括臺灣經濟研究院洪德生院長、中央研究院余淑美院士

以及本校馬哲儒教授與吳文騰教授。中心定期舉行諮詢委員會議，諮詢委員對中心的研

究重點方向提出建議。另一方面透過諮詢委員的引薦與國外知名研究單位建立聯繫，進

而發展雙邊研究合作。

圖一、中心重點研究架構圖

中心將協助制定產業發展的技術地圖，藉由技術與專利盤點，進行分析並選定重點開發

項目。以下分別針對四大重點技術及其應用策略說明：

(一) 太陽能發電系統

圖二為太陽能團隊發電系統整合示意圖，分為以下六項子計畫：1.高效率矽基太陽能電池：為提高太陽能電池短路電流密度，必須匹配吸收層厚度與其傳輸距離，因此侷限吸收層

厚度。使用漸變能隙改變電子及電洞的驅動電場，平衡電子與電動的傳輸速度，進而提高太

陽能電池短路電流密度。2.不同噴印條件於基板製備導電結構之研究：為了提升導電結構的品質，利用高溫無鉛銲錫噴印不同尺寸液滴，在基板上進行微液柱 3D 堆疊結構，並使用高速攝影機觀察液滴在噴嘴與基板之間的撞擊過程、液滴與液滴之間的堆疊過程，以提升高溫

噴印無鉛銲錫微液滴的 3D 堆疊。3.軟性太陽能電池之製備：使用免蒸鍍、全溶液操作進行元件製作，預期以這樣的方式可以得到低價格的全高分子太陽能電池。並且發展鈣鈦礦薄膜太

陽能電池於軟性基板的應用，結合銀奈米線薄膜及電極轉印技術，且最終利用抗反射膜達大

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最高效率。4.染料敏化太陽能電池商業化研究開發：本計畫將開發各項關鍵材料技術，如電極材料，透明導電膜，奈米級氧化物材料，膠固態電解液，特殊封裝材料及染料敏化太陽能

電池組裝技術，以提升電池使用效率及製作穩定性。建立染料敏化太陽能電池線上生產品管

規格及量測分析精密技術。5.染料敏化太陽能電池產學聯盟之建立：建置染料敏化太陽能電池核心實驗室，成立產學技術聯盟，(1)藉由建置染料敏化太陽能電池核心實驗室做為產學平台進行產業合作及(2)成立產業供應鏈上、中、下游廠商的聯盟，促進臺灣的染料敏化太陽能電池產業的建立。並參與產業技術標準的制定，已鎖定最能發揮染料敏化太陽能電池優勢的

室內(Indoor)、弱光(Dim Light)場域發展、建立基礎。

圖二、太陽能發電系統整合示意圖

執行方案：

1. 高效率矽基太陽能電池：以電漿輔助化學氣相沉積系統成長矽基薄膜太陽能電池，於 p-Si上沉積吸收層，採用不同比例 Si/Ge 成份達成吸收層之漸變能隙，藉以改變電子與電洞的傳輸電場，平衡電子與電洞的傳輸速度，增加太陽能電池的短路電流密度。

2. 不同噴印條件於基板製備導電結構之研究：本計畫使用 50 μm 高溫噴墨銲錫噴嘴，噴印出不同尺寸的無鉛銲錫液滴，在基板上進行 3D 微結構堆疊，並且改變噴嘴與基板之間的距離與脈衝電壓，判斷液滴與基板的撞擊過程、液滴與液滴之間堆疊的方式與形貌，提升高

溫噴墨銲錫堆疊微結構的品質。 3. 軟性太陽能電池之製備：開發新的 N 型半導體高分子材料作為電子受體，製作全高分子

太陽能電池元件。且同時改善鈣鈦礦薄膜太陽能電池的技術。最終與目前之銀奈米線薄膜

或電極轉印技術及抗反射膜做整體電池整合。 4. 染料敏化太陽能電池商業化研究開發：開發染料敏化太陽能電池陽極之多孔性奈米結構氧

化物，可以吸附更多染料，作為染敏電池的電極可提高光吸收而大幅提升電流值。研究膠

固態電解液解決液態電解液洩漏及其造成的穩定性問題，以及開發金屬硫化物及石墨烯白

金電極的替代物，開發透明導電基板將上述研究應用作為高效率染料敏化太陽能電池。針

對室內光環境，開發小型太陽能電池模組，並結合低耗能之應用產品，作為物聯網系統中

的電力來源之一。 5. 染料敏化太陽能電池產學聯盟之建立：成立聯盟後，目前聯盟會員分佈已經有染料敏化太

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陽能電池產業鏈的雛型，未來將會把整個產業鏈建立的更完整，以提升臺灣發展染料敏化

太陽能電池產業的能量。同時，也充分運用產官學研各界的資源，提供交流討論染料敏化

太陽能電池技術與應用之發展趨勢及最新訊息的平台。

核心技術成果：

1. 高效率矽基太陽能電池：以矽基薄膜太陽能電池基本結構，將不同 Si/Ge 成份比例之漸變能隙吸收層，沉積於 p-Si 上，藉以改變電子與電洞的傳輸電場，達到平衡電子與電洞的傳輸速度，使太陽能電池轉換效率從 7.43 %提昇至 9.15 %。

2. 不同噴印條件於基板製備導電結構之研究：本研究利用噴印銲錫方式，將噴印不同尺寸條件的液滴銲錫(50μm~80μm)於基板上，藉由噴嘴至基板的間距(噴印高度 500μm)與銲錫量的多寡(25pl~144pl)，了解銲錫噴印堆疊的轉移過程；並且探討基板在不同尺寸無鉛銲錫與噴印速度(2 m/s~3.7m/s)，可成功噴印出高溫噴墨銲錫 3D 堆疊微液柱結構。

3. 軟性太陽能電池之製備：軟性太陽能電池以導電高分子或鈣鈦礦薄膜作為基底，並加上金屬電極轉印技術或奈米銀線薄膜，開發成果可廣泛應用於可撓式電子產品。開發高硬度兼

具高透明度的高硬度透明奈米複合膜，配合可撓性與導電性是一大突破。製作可撓太陽能

電池的效率可達 8.9 %。 4. 染料敏化太陽能電池商業化研究開發：以純相低缺陷的二氧化鈦奈米顆粒、及氧化鋅奈米

結構分別應用於 Dye-sensitized Solar Cell (DSSC)其光電轉化效率都有不錯的表現；並且利用以開發的膠態電解質應用 DSSC 上，更是將光電轉化效提升到 10%，且也增加了 DSSC的穩定性，小型太陽能電池模組的製程建立完成外，已製作出結合應用產品的原型，同時

證實在室內光環境下該原型能 24 小時運作 3 天以上。 5. 染料敏化太陽能電池產學聯盟之建立：目前專屬於 OPV 及 DSSC 產業技術標準

(Doc.5597-Current-Voltage (I-V) Performance measurement of OPV and DSSC )已通過 SEMI總部審核，成為全球第一個標準。未來也會邀請多元化廠商(原料、材料、製程設備、檢測儀器廠商)加入由核心實驗室為主所成立的染料敏化太陽能電池產學技術聯盟，達到產學合作的精神。

(二) 離岸風力發電系統

科技部「能源國家型科技計畫」中「離岸風力」主軸計畫推動執行「臺灣離岸風電先導

型計畫」，選擇適當的示範場址，以五年時間(民國 101 年至 105 年)建置完成風海觀測塔及抗颱耐震風機，藉由建置測試及示範運轉過程汲取經驗，促進離岸風電在研究與產業雙方面平

行發展，進而推展離岸風電第一期與第二期開發(共 2 GW)，如圖三所示。本校「離岸風力發電系統」研究團隊積極參與科技部「離岸風力」主軸計畫，101 年度與 102 年度皆獲科技部研究經費補助，103 年度申請 NEP-II 離岸風離主軸計畫二件補助合計約 1,400 萬元，其中「臺灣離岸示範風場之風能觀測評估電網並聯技術開發」獲得補助 1,000 萬元； 104 年度申請「臺灣離岸示範風場之風能觀測評估電網並聯技術開發- II」計畫，獲得補助 1,000 萬元。針對教育部 103~104 年度頂尖大學二期計畫，離岸風電系統研究團隊規劃出四大技術發展方向： 1. 離岸風場區塊開發環評推動與資源潛能評估：將進行區塊風場開發之環評推動策略研究以

及地區風力潛能數值模型之 WAsP-CFD 交互驗證，並利用浮動式光達進行風場量測與評估。

2. 離岸風機裝置技術：電力端將進行併聯電網之電力品質監測與分析；在傳動系統部分，則將對風機傳動系統之受力源進行分析；於風機葉片部份，進行葉片機組的整體分析。結構

行為上將進行群樁平台基礎於不同土壤條件中之側向變形行為。 3. 產學合作：已與上緯公司簽署合作協議書進行風場量測與風能評估，並已於 103 年 8 月成

功將浮動式光達佈放於永傳能源公司的離岸示範風場，並開始進行量測作業。另與永傳能

源公司及大橋舟造船股份有限公司簽訂合作備忘錄並進行合作，共同研提產學合作計畫，

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針對離岸風機之開發進行產學合作，進行實體模型之試驗及現場監測，使基座設計之安全

性得到驗證。並與船舶暨海洋產業研發中心進行合作計畫，進行浮動式平台實驗量測之研

究，進一步提昇臺灣在浮動式離岸風力平台研發的競爭實力並落實建立臺灣自有之尖端設

計與製造之核心關鍵技術。 4. 國際合作：與德國 University of Oldenburg, ForWind Center 進行國際合作。與德國 Hannover

University 大地工程研究中心進行國際合作。與歐盟 MARINET 進行「風波流整合式離岸再生能源系統研發」之國際合作。與加拿大 York University 合作申請 MOST-NSERC 跨國合作研究計畫「利用觀測塔與浮動式光達進行臺灣海峽離岸風場的驗證與評估」。核心技

術：本校擁有完整且堅強的工程系所，中心團隊成員具備離岸風電所需多方面工程技術(場址評估與遴選、環境影響評估、風機結構與海下基礎、岸上設施與電網併聯等)的理論基礎與實務經驗。

圖三、離岸風力發電系統示意圖

104 年度達成以下成果：

1. 多功能離岸式基座搭載海上光達現地建置與動態量測試驗：為克服建置離岸風場時基座施工之技術瓶頸與關鍵性問題，大橋舟公司率先提出多功能離岸式基座構想，並已申請「離

岸式風力發電裝置及其基座」專利。本校水工試驗所與大橋舟公司共同合作組成一跨領域

團隊，將針對此創新型基座進行技術分析、設計、數值模擬，並進行基座之沉降穩定性及

動態反應測試水工模型試驗驗證。整體計畫之架構如圖四。

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圖四、計畫架構圖

2. 離岸風場風機基座周遭局部地形淘刷水工模型試驗：離岸風機及海氣象觀測塔矗立於海中其承載平台機構與結構物本身基礎可能遭受波力作用，而風機與觀測塔基礎部分亦可能因

海底底床特性與水流互制作用有淘刷情形，此等機制現象恐造成離岸風機結構承載平台或

觀測塔結構物之損壞或傾倒。因此，針對離岸機組開發廠商所設計之離岸風機及海氣象觀

測塔型式，藉由水工模型試驗先探討颱風波及海流作用下基礎週圍底床之最大沖刷深度及

沖刷範圍，再依試驗結果研擬保護工方式及進行保護工模型試驗；整體試驗結果可提供產

業界開發離岸風電所衍伸之基礎週圍底床沖刷相關問題與解決方案，若再配合現場海氣象

觀測塔及風機基礎沖刷之監測，將更能瞭解實際底床淘刷之情況。而對產業界及工程界針

對離岸風機及海氣象觀測塔之設計與開發能提供更多之資訊且有所助益，另外對國家朝離

岸風場發電之綠色能源將有更重大之突破。104 年度針對結構物基礎沖刷試驗之進行依以下主要步驟執行之，其研究進行步驟之流程圖如圖五所示。完成之具體成果包含： (1) 離岸風機及海氣象觀測塔基礎受颱風波與流作用下，基礎結構物附近之地形沖刷範圍

與最大沖刷深度。 (2) 海氣象觀測塔及風機基礎週圍海底床之孔隙壓力分佈。 (3) 離岸風機及海氣象觀測塔基礎保護工之安定與地形變化。 (4) 離岸風機及海氣象觀測塔基礎周圍不同型式保護工作之影響結果分析。 (5) 現場監測海氣象觀測塔基礎墩柱周圍底床淘刷之地形變化。 (6) 協助離岸風場開發業者針對離岸風機及海氣象觀測塔基礎週圍底床沖刷所衍生之相

關問題探討與解決方案。

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圖五、平面動床保護工沖刷試驗之流程圖

圖六、浮動式平台模型示意圖

3. 浮動式平台試驗：針對半潛式類船型(Semi-sub)浮動式離岸風機平台進行測試，原型經 1:50福祿數縮尺，該模型在幾何尺寸、重量與重心等重要參數與原型一致，如圖六。本校水工

試驗所建置造風、造波與造流之測試場址，可模擬臺灣海域海氣象條件。相關儀器設備與

量測技術，能夠量測浮動平台六個自由度運動與繫纜系統受力情形，進一步評估浮動平台

之運動特性。自由運動衰減試驗所得之自然頻率與阻尼係數將提供給數值驗證與修改的依

據。在規則波作用下，考慮有繫纜與無繫纜之自由度 R.A.O.差異，並量測漂移力。此外，以等效力矩的概念設計圓盤，模擬風機在最大電力輸出運轉時(風速為 12.5 m/s)的運動反應，包含 R.A.O.與漂移力。最後，模擬浮動式平台於實際海況運轉時的運動反應，則分別考慮不規則波(0o與 45o 浪向的 JONSWAP 波譜)、波流、風波流與純流等組合情況。藉由精密的模型設計與參數量測，提供給浮動式概念平台設計規劃參考，並提供數值驗證與修

改的依據，使該浮動式概念平台更具可行性及前瞻性。 4. 離岸海氣象觀測塔監測儀器建置：配合台電公司建立海氣象觀測塔，建置海氣象及振動

觀測儀器，協助台電公司蒐集彰濱離岸風場場址海氣象環境資料，結合振動監測結果，

開發離岸風機支撐結構設計分析及整合軟體與方法，並實際執行海氣象觀測系統之儀

器、電力與傳輸系統的規劃、採購與安裝。

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5. 協助國內三家離岸風力示範獎勵辦法受獎勵開發商(永傳公司、上緯公司、台電公司)建立臺灣離岸示範風場風能量測與風能評估。

6. 建置七股陸域測風塔，進行儀器系統架設測試及資料模擬分析等人才培育。 7. 應用浮動式光達協助永傳公司進行福海離岸風場長期風況與海況量測。 8. 應用固定式光達與中央大學合作，協助台電公司進行五種型號陸上風機效能的分析。 9. 與船舶中心洽談應用光達量測颱風資料，應用於離岸施工船隻的設計。 10. 提供光達颱風資料，協助台電再生能源處進行蘇迪勒颱風造成風機倒塌的判定分析。 11. 利用資料庫及實測資料進行模擬分析，探討電力系統穩定度與改善。

執行方案：

1. 離岸風場區塊開發環評推動與資源潛能評估：在風場區塊開發環評推動上，將透過與永傳能源的分工進行物理、化學、生態、社會/經濟上的調查研究，在環評的調查上特別獨立出「社會與經濟環境影響評估研究」以有別於往昔較重視物理、化學、生態上之環評研究，

讓環評的執行能更全面、更有實質意義，得以逐步建立環評準則及社區共存策略。在資源

潛能評估上，將使用 WAsP 以及 CFD 技術來進行局部地形之風能評估，研析如何利用WAsP-CFD 交互驗證方式來提升局部地形風能評估之準確性。同時將浮動式光達移至離岸風場進行風場量測與評估，完成浮動式光達標準作業手冊。

2. 離岸風機裝置技術：併聯電網部份擬以實測電力系統電力品質的設備，完成長時間監錄風場併聯電網側之電力品質結果。在風機機組研究上，分析傳動機構與承載結構上各組件的

動態響應及動態應力分布的情形，並於葉片結構內部配置加勁構造，以達成質量輕、高強

度與高效率的最佳化設計目標。亦對齒輪箱技術、抗腐蝕等技術進行效能提升研究。利用

高速電腦重新計算群樁平台於不同土壤條件下之側向變形。 3. 產學合作：分別與上緯、永傳與台電公司簽署合作協議書，於苗栗離岸風場進行完整東北

季風的風場量測與風能評估，並於 103 年 8 月成功將浮動式光達佈放於永傳能源公司的離岸示範風場，進行量測作業。另與永傳能源公司進行二年期產學合作計畫「離岸風場風機

基座周遭局部地形淘刷水工模型試驗與現地監測研究」，針對所設計之離岸風機及海氣象

觀測塔型式，藉由水工模型試驗先探討颱風波及海流作用下基礎週圍底床之最大沖刷深度

及沖刷範圍，再依試驗結果研擬保護工方式及進行保護工模型試驗；若再配合現場海氣象

觀測塔及風機基礎沖刷之監測，將更能瞭解實際底床淘刷之情況。而與大橋舟造船股份有

限公司簽訂合作備忘錄並進行產學合作計畫「創新型離岸風力發電機載體式基座風波流動

力負載與基座局部沖刷之研究」，針對大橋舟公司所設計之創新型離岸風機載體式基座，

藉由水工模型試驗先探討創新型離岸風機受風動力與波流水動力作用下支承基礎結構物

之動力負載、風機運動模式等動態反應分析及基座周圍之地形沖刷範圍與最大沖刷深度等

相關研究探討，再依試驗結果研擬保護工方式及進行保護工模型試驗，而對工程上所可能

遭遇之問題則可提供其發生之原因並預擬解決之方式。今(104)年度也與船舶暨海洋產業研發中心進行合作計畫，進行浮動式平台實驗量測之研究，建立一試驗測試平台，量測浮

動式平台(可裝載離岸風機)在風波流環境中運轉時其動態反應，評估浮動式平台穩定度及運動性能。今(104)年度 4 月也與台電綜合研究所合作，執行「離岸海氣象觀測塔監測資料庫建置與應用模組開發(I)」計畫，依據經濟部「風力發電離岸系統示範獎勵辦法」規範，配合科技部能源國家型主軸計畫依據收取之海氣象環境資料及本計畫架設之振動監測儀

器取得觀測塔支撐結構振動資料，以提供台電公司後續選擇風機及支撐結構型式，與未來

風機維運時支撐基礎結構安全環境預警值訂定參考，將有助於降低台電公司離岸風場開發

成本及風險。 4. 國際合作：德國 ForWind Center 將使用建研所或中科院風洞進行實驗，並針對球形風速計

在極端風況下特性進行高速風洞內校正實驗。持續與德國 Hannover 大學進行台德雙邊研究計畫。已於 2013 年 11 月赴義大利參加第二階段跨國合作計畫之推動會議積極爭取

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MARINET project 計畫，並成為正式之 Partner。與加拿大 York University 合作申請MOST-NSERC 跨國合作研究計畫「利用觀測塔與浮動式光達進行臺灣海峽離岸風場的驗證與評估」。目前持續積極爭取加入歐盟之 Horizon 2020 與 MSCA 計畫，同時已開始與瑞典 Chalmers University of Technology 研擬相關合作計畫。加入 DemoWind Project (Department of Energy and Climate Change of UK)，本歐盟離岸風力計畫(目前由英國主導)，共包含歐盟的 7 個國家的 9 個組織，經由我方提出“Information on the Industrial and Research Strengths of the Taiwan That Will Provide Opportunities for Collaboration”，經各參與國會議討論，同意將臺灣納入計畫書一起申請，歐盟已於今(104)年度 9 月間通過DemoWind 計畫。

核心技術成果：

1. 引用 IEC 61400-1 標準，首次完成臺灣西部濱海風況適用模型之建置，有助未來臺灣自主研發風機系統，進而建立國內離岸風力的產業鏈。

2. 取得亞洲第一的浮動式光達系統，並購入風海觀測塔量測設備完整量測儀器及周邊電力及傳輸等系統，可準確量測臺灣離岸風場的資料。另分別購入 WindPRO、WindFarmer、WindFarm 等風力發電系統設計軟體(含風能分析軟體 WAsP)，近期將可運用實際量測的數據，搭配分析軟體，以最短的期限內建構臺灣離岸風場的資料庫。此三大軟體已涵蓋世界

上多數風力發電事業之使用，其各自內含不同的流力分析模式且皆有其擅長之處。目前已

利用 WAsP 軟體進行全域風能潛力比較分析，並利用 WindFarm 等軟體進行離岸全域風力發電潛力模擬。此外，已著手進行風能分析與離岸風場開發整體評估人才培育工作。

3. 完成適合於臺灣的套管基礎於離岸風機初步適用性評估。經評估國內海事工程能量與離岸風場的條件，評選適合國內離岸風場的群樁基礎型式，利用有限元素商用數值軟體

ABAQUS 完成離岸風機套管基礎分析模型。 4. 成功導入了擁有更高強度的碳纖維作為葉片積層之材料，為國內領先技術，可提升國內風

機產業研發。為了因應目前材料選擇上不斷改良、強化，研究導入擁有更高強度的碳纖維

作為葉片積層之材料，並與玻璃纖維做比較，待日後技術普及與成本下降，即可廣泛用於

風力產業中。 5. 訂定標準作業流程，大幅協助執行離岸風力開發之環境影響評估。國內目前無執行離岸風

力開發的完整經驗與標準作業流程，為使制定之項目與執行過程更具全面性與完整性，計

畫執行環境影響評估方案與整體 SOP、離岸風場建置、營運期間船舶碰撞風險探討與示範機組底床沖刷試驗研究，並建立產學平台，協助離岸風電產業國產化之推動。

6. 首次結合產業，針對風力發電併入電網對電力品質的影響與對策進行研究。考量未來大規模開發的離岸風能併入電網，可提供穩定的電力調度，以及避免用戶端電力品質的不穩

定，先行採用電力系統模擬套裝軟體 PSS/E，建立彰濱陸域風場併聯至台電彰濱 E/S 161 kV 超高壓系統之架構，以分析該陸域風場遭受不同干擾情況下，在風場端、PCC 點以及併接點鄰近匯流排之電壓、功率、頻率與轉速所造成之響應。

7. 風機基座周遭局部地形淘刷水工模型試驗與現地監測研究。針對所設計之離岸風機及海氣象觀測塔型式，藉由水工模型試驗先探討颱風波及海流作用下基礎週圍底床之最大沖刷深

度及沖刷範圍，再依試驗結果研擬保護工方式及進行保護工模型試驗；整體試驗結果可提

供產業界開發離岸風電所衍伸之基礎週圍底床沖刷相關問題與解決方案，若再配合現場海

氣象觀測塔及風機基礎沖刷之監測，將更能瞭解實際底床淘刷之情況。而對產業界及工程

界針對離岸風機及海氣象觀測塔之設計與開發能提供更多之資訊且有所助益，另外對國家

朝離岸風場發電之綠色能源將有更重大之突破。 8. 創新型離岸風力發電機載體式基座風波流動力負載與基座局部沖刷之研究。針對創新型離

岸風機載體式基座，藉由水工模型試驗先探討創新型離岸風機受風動力與波流水動力作用

下支承基礎結構物之動力負載、風機運動模式、底床剪應力等動態反應分析及基座周圍之

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流場情況、地形沖刷範圍與最大沖刷深度等相關研究探討，再依試驗結果研擬保護工方式

及進行保護工模型試驗，藉由水工模型試驗配合數值方法作一整合性之研究與探討，而對

工程上所可能遭遇之問題則可提供其發生之原因並預擬解決之方式。 9. 浮動式平台實驗量測之研究。建立試驗測試平台，量測浮動式平台(可裝載離岸風機)在風

波流環境中運轉時其動態反應，包含自由運動衰減試驗、規則波/不規則波中運動反應、飄移力與錨繫系統受力等，評估浮動式平台穩定度及運動性能。能進一步提昇臺灣在浮動

式離岸風力平台研發的競爭實力並落實建立臺灣自有之尖端設計與製造之核心關鍵技術。 10. 海氣象觀測塔設置介面整合。以台電公司彰濱風場之海氣象觀測塔建置為例，協助協調開

發商(台電公司)、設計單位(宇泰公司)、製造單位(中鋼公司及中鋼機械)、施工單位(海洋重工)以及研究單位(中心與本校防災中心、水利系、航太系、工科系及國家地震中心等)，透過介面整合達到產學互助之目標，本研究所得海氣象及振動監測資料，將由本校研究團

隊加值後回饋供開發商後續選擇風機及支撐結構型式參考。 11. 海氣象觀測設備與技術成果。本中心陸續採購海氣象塔觀測系統之儀器、電力與傳輸設

備、浮動式光達與離岸用的固定式光達，並建置七股陸域測風塔，應用上述設備及技術實

質協助國內三家離岸風力示範獎勵辦法受獎勵開發商(永傳公司、上緯公司、台電公司)建立臺灣離岸示範風場風能量測與風能評估，進行儀器系統架設測試及資料模擬分析等人才

培育。

(三)多元燃料節能減排技術

本計畫近四年來已成功完成國內首套百 kW 級純氧燃燒實驗爐之建置(圖七)，並整合以爐石為吸收劑之二氧化碳吸收單元，進行二氧化碳捕捉與固定。透過此實驗平台之建置，逐步

建立了各項相關技術與設施；包括粉煤燃燒模擬、粉煤燃燒器設計、粉煤燃燒實驗量測系統

、二氧化碳吸收劑篩選、二氧化碳吸收反應器設計、發電系統效率模擬、純氧燃燒技術生命

週期預測及成本分析。展望未來，計畫所建置之實驗爐未來除學術研究用途外，將可持續協

助廠商進行各式燃料之燃燒效能測試以及提供產學研究界做為燃燒器測試、二氧化碳捕捉技

術開發及模擬驗證之實驗平台。

計畫團隊將以過去所建立之基礎，延續純氧燃燒技術研究成果，進一步投入多元燃料節

能減排技術之開發。計劃之重點在於開發可應用於包含了生質燃料與廢棄物等低熱值替代燃

料之高效能源轉化技術。生質燃料被視為可大幅降低溫室氣體淨排放與碳足跡之次世代能源

之一，由於其燃燒所產生之碳排放與生長時所吸收固化量相同，故具潛力可達成「零碳排」

的目標。此外，計畫也將投入研發純氧燃燒於工業爐加熱節能之應用，推廣獲之成果於產業

界。

然而，生質燃料與廢棄物除能量密度遠較一般碳氫燃料低外，其成分、供料量、成本受

來源、地域與季節收成等多種變動因素影響，故不易維持穩定之料源及儲量相量，造成能源

化應用上很大的挑戰。本計畫目的針對生質燃料與廢棄物之特性，開發具經濟效益之低熱值

燃料燃燒技術以進行能源化應用。規劃將以無焰純(富)氧燃燒為技術研發重點，輔以生質料能源化前處理技術開發，從燃燒技術及料源改質上雙管齊下以解決生質料能源化利用之挑戰

。計畫初期也將以現有純氧燃燒實驗爐為載台，進行技術驗證，接續完一高效能多元燃料燃

燒系統之開發測試。此外，也將延續上一階段之二氧化碳現地捕捉固定技術開發成果，利用

廢棄物資源化再運用之核心概念，發展以鋼鐵業所產生的爐渣「脫硫渣」用於吸收二氧化碳

之技術結合生質燃料純氧燃燒，研發「負碳排」之潔淨燃燒技術。

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圖七、多元燃料節能減排系統整合示意圖

執行方案：

1. 生質料能源化前處理技術：(1)建立前處理製程配備，包含料源簡易破碎、連續式電熱裂解爐焙燒、生質炭研磨粉碎與顆粒篩選等系統。(2)建置三環漩渦噴流燃燒器搭配導螺桿式固態粉粒進料系統，進行粉煤與生質炭之混燒特性研究。

2. 高效純富氧燃燒技術：(1)利用三維反應流模擬完成混燒燃燒器之開發。(2)建置縮尺實驗，回饋修正模擬參數，驗證模擬成果。(3)建置百 kW 級實驗爐，驗證與示範所開發之高效純氧燃燒技術。

3. 高效能燃燒系統開發與整合：(1)針對國內產製之不同料源(如不織布廢棄物、稻桿、芒草、柳桉木、咖啡渣等)燃料，進行高效能燃燒系統之進料系統、燃燒器之設計開發。(2)量測系統、污染改善措施之設計開發。(3)多元燃料燃燒特性及污染排放之測試評估。(4)多元燃料燃燒之各種污染改善措施(如富氧燃燒結合煙道氣回流等)之節能減排測試評估。

4. 節能減排後處理(含 CCS)技術開發與整合：(1) CO2 吸收劑研發、測試(以 150-300 μm 及75-106 μm 脫硫渣進行 TGA 初步活性測試)。(2)CO2 吸收劑之特性分析(包含 ICP 元素分析、XRD 分析及 BET 分析)。(3)建置流體化床反應器，建立連續吸收技術。(4)流體化床反應器操作參數影響測試及修正(包含溫度、空間流速(不同倍率之最小流體化速度)及水氣參數設定)。

5. 年度重點執行項目，分為下列三項：(1)液態生質燃料(蓖麻油)與市售柴油混合後之油品穩定性分析、燃燒爐性能試驗與污染物排放測試。(2)執行臺灣中油股份有限公司煉製研究所之產學委託案，使用業界之蒸氣鍋爐，進行低硫燃料油助燃劑鍋爐性能測試。(3)針對臺灣電力公司綜合研究所之產學委託案，進行小型燃燒爐生質料混燒前期測試，以應用在

產業界固態生質料和粉煤混燒技術之建立。

2011 2013 20162012 2014 2015 2017+

技術開發

系統整合與示範

固態燃料燃燒模擬

煙道氣迴流

里程碑

純氧燃油示範

粉煤純氧燃燒示範

富氧燃油示範

純氧燃燒結合爐石固碳整合

示範

發電系統評估

粉煤純氧燃燒特性

• 熱傳• 燃燒安全

• 火焰• 污染排放

金屬廢棄物CO2吸收劑與吸收條件篩選

• 反應機理• 熱流場

生質料與廢棄物純(富)氧燃燒特性

製程氣無焰純(富)氧燃燒器開發

固態燃料無焰純(富)氧燃燒器開發

生質油純(富)氧燃燒特性

製程氣純(富)氧燃燒特性基礎研究

低熱值生質料與廢棄物能源化製程開發

粉煤純氧燃燒器開發

固定床固碳系統開發 流化床固碳系統開發

製程氣無焰純氧燃燒示範

固態燃料無焰純氧燃燒示範

百kW級加熱爐節能示範

流化床固碳系統整合示範

完成微正壓操作驗證，煙道氣

CO2>90%

完成國內首座百kW級純氧燃燒實驗爐運轉

純氧燃燒固碳系統概念驗證

MW+級加熱爐節能示範

完成氣態燃料無焰純氧燃燒器開發

完成百kW級實廠加熱爐改裝示範

完成多元燃料實驗爐運轉

完成流化床固碳系統整合

進行MW級實廠加熱爐改裝示範

完成固態燃料無焰富氧燃燒器開發

完成煙道氣迴流技術驗證

多元燃料前處理系統整合示範

純氧燃燒暨碳捕捉技術 多元燃料純氧燃燒節能減排技術

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核心技術成果：

1. 建立中型多元燃料前處理系統。系統包含從料源之收集、破碎、焙燒、研磨部分，其中連續式電熱裂解爐系統改良後之固態產率可達 5~15 kg/hr，研磨系統可將生質炭研磨至 75 μm，產率約為 1~2 kg/hr，後續可自主發展不同料源之處理以及與粉媒之混燒試驗。

2. 建立盛鋼桶加熱爐導入純氧燃燒之模擬與節能評估。預計純氧燃燒技術應用於加熱爐將可節省 30%以上之燃料與 15%以上之成本，極具產業化潛力。

3. 完成 100 kW 燃氣加熱試驗爐設計、模擬、建置與空氣燃燒測試。並已完成進行純富氧燃燒實驗所需之設備增設與改裝。將可做為氣態燃料燃燒器、純富氧燃燒、節能減排技術驗

證平台。 4. 280 kW 純氧燃煤試驗達到國際最頂尖水準之煙道氣乾基二氧化碳濃度在微正壓操作條件

下(50 Pa)可達 94%。此技術可減低爐體於氣密上之要求，降低純氧燃燒系統建置或改建之成本。

5. 開發新型具備高度碳酸化潛能之金屬廢棄物作為吸收劑，並完成實驗室尺度流體化床反應器之開發。根據 ICP 及 XRD 定性及定量結果顯示，150~300 μm 及 75~106 μm 脫硫渣中之鈣化合物以氫氧化鈣為主，含量分別為 15.76%及 18.86%，此外，由 TGA 結果可知：不管是粒徑範圍在 150~300 μm 之大顆粒脫硫渣，或是 75~106 μm 之小顆粒脫硫渣，在450~580 oC 下其利用率皆有一定量效用，約 24.5~34.09%。，預計今年將完成溫度、空間流速等水氣等各項參數實驗，確立脫硫渣於流體化床反應器最佳碳酸化條件，以便運用於

改善流體化床反應器之應用。 6. 本年度已提前完成建立固態燃料的進料系統及新購之氣體分析儀安裝校正作業。並完成固

態燃料(澳洲煤/印尼煤)於空氣與純氧操作模式下之穩定性燃燒試驗與煙道氣體濃度測量分析。

7. 使用百 kW 級燃燒實驗爐，完成液態燃料混燒試驗(添加 5%、10%、20%及 30%冷壓蓖麻油與市售柴油混燒)；完成固態燃料混燒試驗(澳洲煤 40%與印尼煤 60%混燒、碳化後之 20% OPEFB(Oil Palm Empty Fruit Bunch，棕櫚空果串)與印尼煤(Adaro Coal)混燒，並將試驗後之飛灰(Ash)，進行灰份性質分析。試驗所建立之資料，將可作為後續混燒應用開發之基礎。

(四) 微藻生質能系統

圖八為微藻生質能源整合型技術開發示意圖。前期研究中整合了生化工程與生物精煉技

術已建構一套以微藻為料源、量產綠色能源或高經濟價值特用化學品之創新系統。本期計畫

為了把系統推向產業化，故將擴大戶外養殖微藻之規模與技術，以達成油藻之大量生產與二

氧化碳之固定。在微藻高效率篩選與組成快速分析方面，將發展金屬粒子胞內還原增顯技術，

以放大拉曼訊號，進而提高技術之檢測感度與正確性。在微藻生質能源方面，將持續發展微

藻生質柴油量產所需之技術與設備，以提升微藻生質柴油之產能，並發展微波焙燒技術以將

微藻殘渣轉化成固體燃料。此外，將持續精進原先已建立之高價化學品(如琥珀酸等)合成技術，以進行高價化學品之大量生產。最後，將應用代謝工程與分子生物等技術提升殘渣醱酵

生產生質能及化學品系統之效能。此外，本團隊已於安南校區爭取到微藻生質能與生物精鍊

研發基地之用地，目前除了已進行用地整建與大型微藻培養系統之建置外，亦已爭取數間廠

商之進駐，共同開發微藻產品。此外，為配合 NEP-II 計畫之執行，更將結合安南校區廢溶劑焚化爐排氣之微藻固碳測試，利用該煙道廢氣培養微藻，並進行藻體再利用。未來更將結合

風力與太陽能等再生能源，使此基地成為一座能源與資源永續發展的示範模場。

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圖八、微藻生質能系統整合示意圖

執行方案：

[101 年] 1. 微藻養殖技術與系統之建置-戶外海水養殖系統。 2. 建構非破壞性之光譜檢測技術，進行油脂含量分析。 3. 開發出高效能固態金屬觸媒(SrO/SiO2)，進行微藻生質柴油生產。 4. 建立以微藻殘渣進行醱酵以生成酒精。 [102 年] 1. 建構一套以微藻為料源，量產生質柴油、氫氣、乙醇與丁醇等綠色能源及合成 2,3-丁二醇

等高價化學品之創新與商業化可行系統。 2. 建構微藻碳水化合物與油脂生產技術。 3. 發展微流體之微藻組成快速分析與快速微藻篩選技術 4. 建構高效能藻油轉酯化技術以及微藻生質能與高價化學品生產技術。 [103 年] 1. 在安南校區建置 40 噸以上大型戶外微藻培養系統。 2. 發展微藻胞內金屬粒子還原增顯技術以固定藻內重金屬以放大拉曼訊號，進而提高技術之

檢測感度與正確性。 3. 建置一產能為 0.6 L/批次之微藻生質柴油生產系統。 4. 發展應用於稻稈、微藻殘渣等生質物之微波焙燒技術。 5. 建立以微藻殘渣進行醱酵以生成琥珀酸之技術。 6. 建立應用於稻稈、蔗渣、微藻殘渣等生質物之氫氣、丁醇與甲烷能源回收技術。 [104 年] 1. 微藻(殘渣)生物精煉技術微藻量產技術。 2. 微流體分析藻體含油量分佈及微流體破藻技術。 3. 微藻或其殘渣轉化成琥珀酸等高價值化學品方面將以批次饋料或半連續式等方式擴大產

能。

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4. 微藻生質能系統醱酵殘渣回收生產生質氫氣、生質甲烷與生質丁醇之程序。

核心技術成果：

[101 年] 1. 已建構戶外海水養殖平台，結果顯示，Chlamydomonas sp. JSC4 生物量最高可達 1.10 g/L，

油脂含量為 17.38%，氮源在 4 天後幾乎消耗完畢。 2. 已進行非破壞性之光譜檢測技術與平台建置，並利用與藻油的成分相近的橄欖油進行油脂

的拉曼訊號峰值之油脂圖紋辨識資料庫。 3. 已建置 90%高效能微藻生質柴油轉化效率之生產平台。 4. 已建構一套包括一厭氧水解酸化產氫反應器與一甲烷生成反應器之酒精醱酵殘渣有機物

生質能源回收程序。 [102 年] 1. 已建立國內第一個進行大規模養殖能源用途微藻之團隊。 2. 已建立國內第一個含油微藻養殖至生質柴油產出之完整微藻生質柴油量產技術。 3. 已建立國內第一個非破壞性微藻組成檢測技術與介電泳微晶片油藻分離技術。 4. 已建立微藻殘渣合成高化學品技術與醱酵殘液能源化技術。 [103 年] 1. 為國內第一個進行大規模(40 噸以上)養殖能源用途微藻之團隊。 2. 建立國內第一個包含煙道氣養殖油藻、生質柴油生產以及微藻殘渣合成生質燃料、高價化

學品之完整微藻生質能源與生物精煉量產技術。 3. 微藻胞內金屬粒子還原增顯技術能在極短的還原時間(15 分鐘)下使得微藻胞內生成的金

奈米粒子，進而使得微藻胞內油脂的拉曼訊號放大。 4. 已建置以濕藻體為原料之微藻生質柴油生產程序與設備，並持續擴大製程之處理量。 5. 已初步達成微波焙燒技術之測試，同時在微波功率為 400 W、加熱時間為 5 分鐘的條件下

能使得 30 公克之稻稈粉末焦炭化。 6. 已建立產量達 10 g/L 以上之微藻殘渣合成琥珀酸之技術。 [104 年] 1. 已建構 40 公噸之微藻光反應器模組進行微藻養殖與藻油生產。 2. 建構微流體晶片來分析藻體含油量分佈，利用微流道進行破藻取油。 3. 已建立 5 L 裂殖壺菌(藻)之發酵製程開發與操作參數確定。 4. 已建立產量達 15 g/L 以上之微藻殘渣合成琥珀酸之技術。 5. 已建立兩段式生物程序應用於稻稈與蔗渣酒精發酵殘渣之氫與甲烷能源回收技術。 6. 已建立生質能(酒精、丁醇與氫氣)與高價特化品(琥珀酸)連續生產平台。

(五) 整合分散式電力資源之智慧電網電能管理系統

本計畫研究與開發智慧電網內整合分散式電力資源之電能管理系統(Energy Management System for Distributed Energy Resources, DER-EMS)，以有效整合分散式電源(Distributed Generator, DG)、再生能源(Renewable Energy, RE)、儲能系統(Energy Storage System, ESS)及自動需量反應(Demand Response, DR)等分散式電力資源(圖九)。此外本計畫開發一智慧電網配電電能管理系統(Substation-EMS)，該系統可擷取每一饋線之即時電力資訊，並進行電力潮流、負載轉供及實、虛功率補償等分析，並透過 Substation-EMS 計算各別饋線所需調度之電能，以維持配電系統穩定與可靠。Substation-EMS 可向 DER-EMS 發送電能調度指令，而由DER-EMS 依據轄下 DER 之發電成本與市場費率執行最佳化演算，以令成本最小化。Substation-EMS 將利於緩解負載尖峰或 RE 發電過剩造成之問題。

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圖九、整合分散式電力資源之智慧電網電能管理系統示意圖

本計畫延續過去計畫之成果，將負載端之 DR、智慧家庭(建築)電能管理系統(Smart Home (Building) Energy Mangement System, SH(B)EMS)與饋線中之 DG 及 ESS，透過 AMI 與本計畫中將開發之通訊控制介面整合，進行 DER-EMS 之最佳效益調度分析與模擬，同時亦與先進配電自動化系統(Advanced Distribution Automation Systems, ADAS)及電力市場機制連結，以維持區域性電力品質與負載平衡控制。本計畫所提 DER-EMS 主要規劃內容包括「動態電價市場/輔助服務市場機制」、「DER-EMS 系統通信控制介面」、「DER-EMS 系統監控主站」、「DER-EMS 電能管理決策系統」與「DER 電能轉換器通訊控制介面」。

執行方案：

1. 架設諸多感測裝置(如溫度、濕度、照度、人員活動感測及 CO2 濃度) 於家庭或大樓建築中，並透過混合通訊整合至嵌入式中央管理平台，以利於 SH(B)EMS 實現即時用電狀況監測、家電或用電設備最佳化排程管理並可配合配電系統電力調度需求執行自動需量反應

等功能。 2. 提出 OpenADR 2.0 國際規範之認證申請，使得本計畫開發之 SH(B)EMS 通訊格式符合

OpenADR 聯盟所制定之標準，讓設備與設備間之傳輸資訊上能夠達到一致性，藉此提高系統之互通性與實用性。

3. 研析目前各國智慧電網 DER 參與電力市場之架構，並據以研議適用於我國之相關市場形式。與 DER-EMS 電能管理決策系統相互配合，以同時達成 DER 運轉效益最大化與滿足電力系統電能調度與維持電力品質之需求。

4. 完成與 DER-EMS 相關之通訊模組並研析各項國際標準，內容包括與電網連接之通訊控制

CHP, Micro Gas Turbines, Fuel Cell等技術評估

• 運轉測試場域

DER-EMS電能管理決策系統

• 電力品質分析與負載轉供控制小區域負載預測/系統穩態/動態

分析/實/虛功補償分析

DER-EMS

• DER-EMS監控主站

DR data center

再生能源儲能系統電動車

配電電能管理 需量反應

• 通信控制介面規範標準標準(CAN Bus/IEEE1815-

2012 (DNP3) /IEC 61850 )通信介面軟/硬體

• 電能轉換器通訊控制介面實/虛功控制, 電壓/頻率調整

智慧家庭電能管理系統

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介面與標準、再生能源發電通訊標準、分散式電源與電動車通訊標準及資通安全。 5. 設置智慧電網 DER-EMS 資料擷取與控制系統，以利整合饋線上各 DER 並供

Substation-EMS 與配電系統操作(DSO)依照需量，對轄區內的 DER 進行調度。 6. 進行各類 DER 發電成本分析與參與市場之效益最佳化排程，作為最佳化運轉決策之主要

依據。包括 DER 成本特性分析、配電系統電力品質分析、小區域負載與再生能源發電預測與最佳化電能管理策略。

7. 於台電樹林綜研所規劃並建構小型智慧微電網系統，其中包含風力發電、太陽能發電、大型儲能系統及柴油機等分散式電力資源，並於其第一試驗大樓建置 BEMS 與需量反應系統。未來台電樹林綜研所區內可透過 AMI 整合，並建構本計畫研發之 DER-EMS 系統於此一測試場域，以驗證智慧電網內多種類型 DG 整合之電能管理決策效益。

核心技術成果：

1. 完成整合終端智慧用戶之自動需量反應與電能管理系統，除具即時用電監控與用電設備管理最佳化之節能成效外，更為全國第一(亞洲前三)可透過網路或 AMI 介面配合電力系統調度需求執行 OpenADR 2.0 自動需量反應方案之系統。

2. 開發 Advanced DNP3 與 IEC61850 國際標準間通訊轉換閘道器，可將使用 IEC 61850 智慧電力設備的資訊轉換成 DNP3 的協定格式，使得採用兩種不同協定之電力設備彼此間能互相溝通，為全國第一可溝通兩套國際通訊標準之技術。

3. 開發具國際標準 Advanced DNP3 之智慧變流器信號轉換器，適用於太陽能發電、風力發電等再生能源系統與儲能系統等分散式電力資源，本計畫之規劃為全國第一可供台電公司

統合調度之架構。 4. 開發 DER-EMS 之資訊擷取暨控制伺服系統，並透過整合 DER 遠端控制介面，可即時蒐

集各大樓與 DER 相關電力資訊，以實現運轉與測試虛擬電廠(Virtual Power Plant, VPP)功能，為全國第一可與台電公司現有配電自動化系統結合之平台。

5. 開發配電系統之 DER 電能調度系統，決策演算法中考慮各種 DER 成本特性，並結合電力品質分析、再生能源與負載預測及狀態估計演算法等相關技術，預期可減緩相關配電設施

擴充之迫切性、降低尖峰負載與線路壅塞問題，並提升配電系統可承受再生能源之能力。 6. 透過資訊擷取暨控制伺服主站與 DER 遠端控制平台之通訊技術初步整合綜研所之

DER-EMS 示範系統，目前已完成電能調度決策演算法與部分分散式電源整合運轉測試，藉由對 DER 下達電力需求調命令將可抑低尖峰負載與舒緩線路壅塞問題，為全國第一於台電系統進行運轉測試及成效分析之系統。

(六) 運用再生能源技術於綠能環境之模擬及效益評估

中心整合本校跨院系能源團隊之研究實力，並以科技研發與策略應用為兩大發展方向。

除了致力於能源技術的突破與創新，技術應用與能源策略更成為達到能源發展目標的重要推

手。這幾年來由中心陳彥仲副主任(都計系特聘教授)率領能源策略與政策群組(簡稱策略組)研究團隊，積極邀請具管理、空間規劃、人文社會、經濟分析、能源策略、產業推廣等專長

之教授及研究人員加入研究團隊，共同參與各項能源科技應用、能源總體經濟、國家能源發

展策略之研究與推廣，已獲得校內諸多系所的肯定與支持。2012 年開始，中心依據本校及相關研究資源，研議能源策略研究的主軸議題，並經滾動式逐步修正以凝聚能源策略的研發團

隊量能。於 2013 年訂定出實務推廣與總體能源策略兩大研究主軸，並規劃出能源安全與區域政策、運輸節能減碳、能源產業發展策略、綠能城市社經環境及實質空間規劃等發展核心技

術。於 2014 年更聚焦於「運用再生能源技術於綠能環境之模擬及效益評估」，規劃五大能源策略主軸計畫，包括：(1)國際能源經濟交易及臺灣策略、(2)綠能社區及建築(含文化)環境建置、(3)氫能機車人因工學設計及使用行為暨外觀模擬評估、(4)綠色運輸及小汽車共乘雲端系統建置、及(5)能源溝通策略之研究，並由數個子計畫共同執行。2015 年策略組重新思考未來

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能源策略推動與發展的方向，訂以能源科技應用及能源政策規劃為兩大核心目標，更著重在

能源技術的實際應用與國家能源政策建言的執行，並將研究主軸調整為：(1)再生能源機車載具之研發、測試、使用者行為評估及環境影響評估；(2)台江浮動綠能屋之設計與環境效益評估；(3)綠能智慧校園(安南校區)之規劃及政策推動；(4)臺灣大型公共設施、公共政策之環境效益評估及法規檢討；及(5)再生能源之區域經濟與產業。除了研究能量的累積，中心亦積極將研究成果參與國際間之跨國研究，並尋求與產業界合作，以提升各個重點計畫之加值效益。

核心研究：

策略組以能源策略為主要的發展目標，並以運輸節能、綠能城市與建築、能源安全與區

域政策及能源產業發展策略作為主要核心研究領域，致力將核心技術應用於各能源領域，協

助社區、國家於能源效能的改善。 1. 在運輸節能領域，以再生能源載具的研究為基礎，結合再生能源燃料電池技術研發，進行

載具之人因工學設計、智慧運輸系統、使用者行為評估、載具碳足跡等應用研究，落實技

術研究應用的發展目標。 2. 於綠能城市與建築領域，將氣候特徵、都市型態、能源消耗、居住模式、法令政策等跨領

域知識的整合，建置都市住宅社區土地使用與能源需求之關聯分析，完成建築容積管制與

環境外部經濟之補償推估，作為都市建築及環境設計管制準則參酌，並有助於政府部門的

管制審議。同時亦致力於綠色校園的規劃與建置，並朝建立綠色校園的研究示範園區為主

要的發展目標。未來將進一步針對國內大型綠能公共建築或設施進行能源效益分析。 3. 能源安全與區域政策領域，為滿足用電需求及不同發電機組之限制，將能源供應安全考量

納入，檢討我國發電能源配比之適當性，尋求兼顧整體發電經濟性、環境保護(CO2 排放限制)、及能源安全之電力規劃。同時也開始針對亞太各國在能源需求與再生能源政策，進行區域能源策略之研究，瞭解區域能源間的供需分析以及經濟效益，進一步研擬我國的

能源安全策略。 4. 在能源產業發展策略領域，透過卓越的能源技術研究能量，將能源技術實際落實於產業的

應用，同時也針對核能及再生能源對國家發展的影響進行深入的研究，瞭解在不同所得的

國家中對能源發展的影響，以協助國家於能源發展和能源政策溝通上的重要基礎，期望協

助能源產業的發展能有更穩健的成長。

執行方案：

策略組為落實能源科技應用及能源政策規劃之發展重點，持續以跨領域、跨院系的共同

合作研究累積研究能量，並積極接洽民間業者進行研究合作及共同技術發展，更致力於國際

合作發展機會之媒合，藉此達到由技術引導能源策略之發展目標。2015 年重要執行方案敘述如下： 1. 再生能源機車載具之研發、測試、使用者行為評估及環境影響評估：本團隊已完成氫能燃

料電池技術效能最佳化(航太系賴維祥教授等)之研發，進行氫能機車之人因工學設計(工設系劉說芳教授等)，及外觀模擬評估，並於今年成功挑戰環島之狀舉。並依臺灣都市街道設計、不同地形及氣候、運輸特性，模擬氫能機車使用者行為，對已產生之成品進行機車

試行，以實際瞭解電動機車消費族群使用行為及習慣(都計系李子璋教授、葉如萍教授等)，以使該產品獲得行銷定位；在模擬評估方面，今(104)年度更首度投入大型港區內之運輸交通工具成本效益及環境影響分析之研究(交管系張瀞之教授等)，以與港務主政機關合作洽談後續港內交通之改善規劃策略。同時，也進行將再生能源導入交通運輸部門後對

對臺灣空氣品質影響之評估研究， (環工系蔡俊鴻教授等)。從載具的研發到消費者的研究，更拓展到綠色能源載具的實務應用及環境影響分析，讓研究得以獲得更全面、完整的

研究成果。 2. 台江浮動綠能屋之設計與環境效益評估：持續致力於綠能社區及建築(含文化)環境建置，

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並延續綠能建築(台江屋)設計，結合太陽光電技術、臺南(台江)生態環境及生活經濟，進行 3E (Ecology, Economy, Energy-Saving) 之建築營造模組設計，同時進行浮動屋建設成本效益評估(建築系張珩教授、創產所 Bart van Bueren)，更積極與民間企業洽談合作事項；此外，也進行太陽能電熱水器轉換效益模擬評估(航太系李約亨教授等)，以協助綠能建築在綠色能源裝置之配置與設計上有更有效的科學憑證；更考量到社區土地與能源需求上的

重要性，進行都市住宅社區土地使用與能源需求之關聯分析，以及建築容積管制與環境外

部經濟之補償推估研究(都計系陳彥仲教授及 Rodney Matsuoka 研究員)。 3. 綠能智慧校園(安南校區)之規劃及政策推動：期運用再生能源技術於綠色環境之模擬及效

益評估建置一具代表性的研究型示範綠色智慧校園(安南校區)。分析綠色能源電力規劃配置整體建置成本與效益，並以綠能智慧校園建置之成本效益分析為基礎，納以共同開發管

理為基本理念，進行社會合作之可行性分析(電機系楊宏澤教授、張桂肇助理研究員)；並以太陽能停車棚之設置(系統系趙儒民教授)為初期重要的能源技術應用、小汽車共乘系統與綠能社區撥召公車雲端系統與效益評估建置(都計系石豐宇教授、杜建宏博士)、多元能源靈活發電系統設計及發電效能評估(化工系張玨庭教授、郭文生)等重要實際再生能源技術應用，作為建置安南校區成為綠色校園之重要推動方案。

4. 臺灣大型公共設施、公共政策之環境效益評估及法規檢討：主要探究臺灣大型公共設施、公共政策之環境效益評估及法規檢討。以都市區域建築能源耗用地圖初期建置及應用之研

究(建築系林子平教授)，以建築物空調及照明模擬的方式，建立住宅及商業類建築物的單位面積耗電量的資料，並將資料應用於於地理資訊系統，以呈現能源分布的熱點以進一步

探究公共政策之環境效益，並檢討現行法規之缺失。 5. 再生能源之區域經濟與產業：從再生能源政策對經濟發展之影響研究(經濟系王富美教

授、郭彥廉教授及蔡群立教授)，到能源溝通策略之研究(政治系楊永年教授、經濟系郭彥廉教授)，透過經濟分析、焦點座談、研討會議等方式瞭解再生能源對社會、經濟的影響，提供作為國家能源政策發展的參考。同時，藉由浮動式離岸基座之效益成本評估分析(水工所楊瑞源等)的投入，更瞭解目前於再生能源產業發展的合作態勢，希冀可為往後再生能源發展提出新的使用選項。

6. 產學合作：積極參與建教合作案以及申請科技部專題計畫，除爭取未來計畫，更以增加財務加值效益為目標。

7. 國際合作：丹麥科技大學(DTU)、荷蘭 Groningen 大學與瑞典 Chalmers 大學研擬跨國合作計畫。以及積極爭取參與(丹麥)能源島(Energy Island)計畫。亦積極與國外重要研究單位共同於儲能領域發展。

重要成果：

1. 成功觀測「自產氫與燃料電池系統整合於載具之應用」之臺灣環島道路測試，進行使用者行為評估。以實證紀錄來進行示範驗證，彰顯成功大學在燃料電池-鋰電池混合動力機車載具上之技術領先地位及使用者行為之先導分析。開創國內綠能動力機車的新頁，提高相

關產業的重視與投入。 2. 完成臺灣第一棟「台江浮動綠能屋」的 3E 概念設計與模型製作，正積極尋找適當的建置

地點，已於今年至安南校區進行現場勘察，目前持續評估中。 3. 跨國能源研究機構參訪與合作研議。於 2015 年出訪新加坡、美國與歐洲各國，進行中心

核心技術的介紹，研討後續於再生能源相關研究的實質雙邊合作(共同擬提研究計畫、研究人員交換研究)，並獲得相當的期待，同時也邀請拜訪的重要學者及官員參與在今(104)年度舉辦的能源科技與策略國際研討會(ISETS 2015)，透過國內外專家、學者的學術資訊交流，建構更緊密之技術研討、資訊互通的關係。重要的參訪機構包括美國阿岡國家實驗

室(Argonne National Lab)、費米加速器實驗室(Fermi National Acclerator Lab)、西北大學(Northwestern University)、新加坡大學、南洋理工大學、University of Sheffield (UK)、Energy

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Research Centre of the Netherlands (ECN) Asia、University of Stuttgart (Germany)等等。 4. 建構產官學研共同之交流平台。策略組於今(104)年度 6 月 23 日舉辦了「台江浮動綠建築

及永續能源策略研討會」，透過實體的展出以及研究成果的發表，邀請產、官、學、研各

界共同與會，會議各界踴躍討論並提供許多寶貴的建議，透過此研討會除激盪出多元想

法，逐步修正並凝聚「由科技應用引導能源策略發展」之努力目標外，更立下的與各界交

流的新模式。 5. 推動「能源策略論壇」，已完成對吳文騰院長與林大惠主任的能源發展專訪。並配合政治

系楊永年教授能源溝通之焦點座談，經濟系王富美教授團隊之從再生能源政策對經濟發展

之影響研究成果，期望透過論壇以建立與全民溝通平台，並將重要的能源技術諮詢與政策

建言，以加速臺灣能源策略的推動。 6. 持續推動成大綠色校園(安南校區)規劃，進行多次現地勘察，分別由化工系張玨庭教授團

隊進行安南校區電力分配與建置調查，以及系統系趙儒民教授團隊針對太陽能停車棚的建

置地點評估調查。目前正持續評估整體發展之成本效益，努力朝研究型示範綠色校園邁進。 7. 參與推動中心跨團隊之重大國際化業務。今(104)年度舉辦的 ICLASS 2015 是液體霧化及

噴霧領域中最重要的國際研討會，最知名的重要學者皆會出席此場盛會，對能源策略在國

際化上有非常積極的成效。

壹之二、國際合作

中心積極推動國際合作，希望拓展本校與中心在能源領域的國際知名度，主要就四大方

向：國際計畫合作、國際研討會與參訪交流、人才培育與學術交流及能源科技技術與資訊交

流，除了推動國際合作的規劃及交流、在既有的合作基礎下拓展合的作項目與深化技術層面

交流，主要的工作目標如下： 尋求與國際知名研究中心/大學的國際合作，建立研究與技術聯盟關係。 定期舉辦與能源相關國際研討會，以擴大技術交流與資訊傳達的機會。 促進與國際知名研究單位或專家學者的學術交流與國際參訪事宜。 媒合國際學生在校的短期實習機會與鼓勵成大師生前往知名國際學術單位從事短期研究

交流。

中心成員與研究團隊既有的國際合作基礎與深耕跨洲多國能源聯盟(EU-SEA-US) (圖十)外，歷年主要成果如下：

一、 國際合作計畫：

近三年分別與歐盟(波蘭、捷克、荷蘭、德國、法國、英國、丹麥、比利時、西班牙、挪威)、美洲 (美國、加拿大)與東南亞(馬來西亞)等國家，例如美國 West Virginia University, Argonne National Laboratory、荷蘭 University of Groningen、捷克 Technical University of Ostrava、波蘭 GIG 和 IChPW 及瑞典 Chalmers University of Technology，針對電力、生質能、氫能、風能、波浪發電、智慧電網、能源系統、離岸風能、洋流與潮汐發電等議題完成簽署雙邊 MOU或 RCA。進行相關國際合作案共計 15 件。並且執行 103 年~104 年科技部 NEP-II 的國際合作小組維運計畫。

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圖十、中心的國際合作成果

(一) 104 年 5 月協助科技部成功加入歐盟離岸風力研究計畫(DemoWind)：提供科技部目前國內離岸風電的發展現況和研發能力，參與由英國 DECC 所主導，結合丹麥(EUDP)、比利時(IWT)、荷蘭(Min Ez)、西班牙(CDTI, MINECO)、挪威(RCN, Enova)共七國九個單位共組聯盟。歐盟於今(104)年度 9 月間通過 DemoWind 計畫。

(二) 中心協助促成 103 年 9 月 30 日台荷雙邊會議，主任林大惠教授經濟部能源局邀請並主持 104 年 6 月 18 日「2015 台荷再生能源圓桌會議」，促進雙邊能源產業了解，提升雙邊合作意願。並且於 104 年 7 月 19~26 日前往歐洲參訪，拜訪荷蘭阿姆斯特丹(Amsterdam)的荷蘭能源研究中心(Energy Research Centre of the Netherlands, ECN)，ECN 也同意出席即將在 104 年 10 月舉行的 ISETS 2015，並藉此機會與國內相關團隊進行細部的合作洽談。

(三) 與愛爾蘭 University College Cork 共同申請 Horizon 2020 項下 Marie Sklodowska-Curie Innovative Training Networks (ITN)，計畫名稱為Wave And Tidal Energy Risk and Reliability Network (WATERR-Net)。中心主任林大惠教授受環保署邀請參與 104 年 6 月 23 日「2015減碳策略之低碳技術實踐國際夥伴會議」，並主持“Development and Adoption of Carbon Reduction Technologies”；亦參與並主持 104 年 6 月 24 日的「2015 年全球低碳夥伴論壇」。

(四) 中心方銘川教授擔任“多功能風浪流發電平台整合技術之研究與開發”(雙邊研究計畫)計畫主持人，該研究團隊已成功加入歐盟 FP7-MARINET 計畫 WP2 及 WP4 分項研究，且獲得國科會的對應補助計畫，並積極爭取 MARINET 計畫第二階段歐盟跨國合作計畫。中心媒合並資助成大-馬來亞大學雙邊國際合作計畫案，其合作議題擴及生質能源、風能與智慧電網，目標在於建立以能源為主題的國際研究聯盟(EU-SEA-US)，包括歐盟、臺灣、東南亞、美國等知名研究單位，。

(五) 與德國 Hannover 大學大地工程研究中心進行台德雙邊國際合作研究。 (六) 根據中心核心研究技術，串聯產官學研，持續推動成立國際核心技術交流聯盟，例如 103

年 3 月中心離岸風力研究團隊已與加拿大的學術單位 York University，業界單位 Zephyr North 建立合作關係。

(七) 聯合荷蘭烏特勒支大學進行 Bioenergy、Biorefinery 或 Biotrade，高科技綠能產業的能源系統分析及永續城市(Sustainability City)等主題合作。

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(八) 規劃 2014 年與德國漢諾威大學將持續進行模型試驗與數值模型校正及群樁平台基礎參數分析等國際合作研究案。

(九) 中心已於 102 年 11 月赴義大利參加第二階段跨國合作計畫之推動會議積極爭取MARINET project 計畫，並成為正式之合作伙伴，進行「風波流整合式離岸再生能源系統研發」之國際合作。

(十) 促成與波蘭 GIG 在生質能與氫能交通系統研發技術的初步合作。 (十一) 邀集法國 ASAH LM 公司進行「Floating LiDAR 之離岸風場關鍵測量技術」，進行數

據驗證與風場量測的合作計畫，已申請台法雙邊計畫並通過第一期審查。其中核心技術

在於成大擁有完整且堅強的工程系所，中心團隊成員具備離岸風電所需多方面工程技術

(場址評估與遴選、環境影響評估、風機結構與海下基礎、岸上設施與電網併聯等)的理論基礎與實務經驗。

(十二) 進行與德國 ForWind Center 於大氣紊流與對風機性能影響及使用 Oldenburg University 研製的 sphere anemometer，在台進行極端風速情況下之校正與量測等雙邊研究合作，德國將使用建研所或中科院風洞進行實驗，並針對球形風速計在極端風況下特性

進行高速風洞內校正實驗，並共同分析量測數據。

二、 國際研討會與參訪交流：

除了研究方面，中心也著重於國際化的提升，希望拓展學校與中心的國際知名度，除了

中心各自團隊既有的國際合作基礎外，中心目前擔任歐盟科研架構能源主題國家據點，每年

邀請國外知名學者來台交流並定期組成團隊前往歐洲參訪。每年舉辦 ISETS，並邀請國內外知名學者來台參與會議並發表演講，以推廣國際學術交流與國際合作事宜。根據研究團隊所

建議的知名外國學者/教授，經中心審查其資格後，得宜者則以延攬來台短期學術參訪與交流。執行外籍學生來台短期學術實習申請，並協助外籍生與中心的研究團隊的媒合事宜。

(一) 102 年~104 年舉辦 ISETS 2011~2015，邀請荷蘭、美國、馬來西亞、菲律賓、泰國、日本、韓國等知名學者與會，從多方面角度探討生質能源(Bioenergy)、智慧電網(Smart Grid)與離岸風力發電(Offshore Wind Power)議題。

(二) 103~104 年舉辦第二十四、二十五屆燃燒與能源學術研討會。 (三) 104 年 08 月 23 日~27 日在本校力行校區與光復校區舉辦 ICLASS 2015，為噴霧與霧化系

統相關領域國際最高等級的會議。1978 年首屆舉辦於日本東京市，每三年由亞洲、美洲與歐洲地區輪流舉辦。今年由臺灣主辦，有來自 24 國的學者參與，論文規模達 254 篇，為歷屆之最，參加的專家學者有 300 多人。(請參考附件六)

(四) 104 年 07 月 05~12 日美國 OMEGA System (Offshore Membrane Enclosures for Growing Algae)的 Dr. Jonathan Trent 訪台，安排參訪中心、高雄市政府、中鋼、中油、台泥及中華紙漿進行產業交流，提升未來雙方合作意願。

(五) 104 年 07 月 07 日舉辦美國 NASA Omega 計畫與臺灣微藻能源及生物精煉技術交流研討會(USA's NASA Omega Project versus Taiwan's Microalgae-Based Biofuels & Biorefinery)，計畫總主持人 Dr. Jonathan Trent 為美國加州科學院院士，具有豐富的海洋微藻培養的經驗及特殊的整合式養藻系統。透過此次研討會介紹了「NASA Omega project」的技術與目前發展外，出席單位包涵蓋各大學與機構各單位共 87 人。

(六) 104 年 04 月 13 日邀請美國加州大學爾灣分校 Prof. Derek Dunn-Rankin 來台，舉辦甲烷水合物研討會，分享台美甲烷水合物研究現況及交流，將有助國內在甲烷水合物相關研究

的發展及與國際接軌，尋求未來合作機會。出席人數共計 46 人。 (七) 104 年 3 月 26~27 日「新居禮夫人人才培育計畫－第三國國家聯絡據點」說明會，在比

利時布魯塞爾舉行，由中心代表李約亨助理教授與北科大 Michael Tanangkingsing 代表出席。由 60 位代表 40 個家參加，其中有 9 位代表第三國(非歐盟會員)與會(臺灣、泰國、

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南韓、北非、以色列、約旦、埃及、紐西蘭、阿根廷)，以中華民國國旗呈現在國際場合。 (八) 104 年 02 月 12 日 舉辦英國劍橋大學工程系的 MacKay 欽定講座教授，來台專題演講

“Sustainable Energy - without the hot air” (再生能源-不再講空話)並座談討論。經由專家與專家的對話討論，重新檢視臺灣能源現況及急待克服的議題，激發臺灣能源科技或能源

產業發展的新思維，同時促成與國外學者的未來合作交流機會。 (九) 104 年 02 月 03 日安排英國劍橋大學工程系的 Prof. MacKay 教授一行人參訪宜蘭清水地

熱，除了參與安排規劃以外，也藉由介紹臺灣地熱能的發展並增進雙方互動交流。 (十) 102~103 年舉辦 2013 年臺灣風能學術研討會。 (十一) 103 年 12 月 17 日舉辦離岸風機國際研討會。 (十二) 103年 11月 22~23日舉辦 International Conference on New Materials, Nanotechnology and

New Green Energy 2014(EITA-New Materials 2014) or (EITA-EITC 2014)。 (十三) 103 年 8 月 10~24 日波蘭、荷蘭、丹麥及瑞典學術參訪。 (十四) 103 年 7 月 27 日~8 月 6 日美國及加拿大學術參訪。 (十五) 103 年 6 月 19~20 日出席於丹麥科本哈根舉行「Marie Skłodowska-Curie Conference :

ESOF 2014」。 (十六) 103 年 6 月 19 日歐盟執委會 Directorate General Mr. Jean Yves ROGER 來訪本校演講。 (十七) 103 年 5 月 15 日協辦「踏上歐盟科研創新之路」(Gateway to Europe - Horizon 2020)分

享座談會。 (十八) 103 年 4 月 1~5 日韓國大邱及濟洲島學術參訪。 (十九) 103 年 3 月 31 日~4 月 7 日愛爾蘭及瑞典學術參訪。 (二十) 103 年 3 月 9~15 日夏威夷大學學術參訪。 (二十一) 103 年 1 月 8 ~12 日香港中文大學學術參訪。 (二十二) 102 年 5 月前往波蘭 GIG 參加淨煤研究中心開幕典禮。

三、 人才培育與學術交流：

(一) 102 年至 103 年獲教育部指定擔任歐盟科研架構 Horizon 2020 項下 MSCA-NCP，103 年起另擔任歐盟科研計畫架構(EU Horizon 2020)臺灣 NCP 的 ICP。每年中心舉辦歐洲學術參訪，以期與歐洲知名大學/研究中心建立合作關係，並協助國內大專院校與中心研究團隊的研究人員申請 Horizon2020-Marie Curie Action 計畫，深化國內學者與歐盟知名研究單位的學術交流。

(二) 籌辦 104 年 9 月 7~14 日台德暑期專業訓練課程，以 “Aerodynamics and Energy Meteorology for Renewable Energy Conversion/ Aspects of the Physical, Meteorological, and Statistical Understanding of Wind Flow and Atmospheric Turbulence and Its Impacts on Wind Power Generation”為主題方向，規劃三學分的課程鼓勵大學生參與，促進學術與文化上的交流。

(三) 104 年 1 月 14 日與國實院擔任國際事務辦公室主任袁孝維女士(主要的業務是 EU H2020計畫的 NCP)討論 NCP 主動邀請臺灣的精英研究者以 Top Down 的方式參與 EU H2020 計畫的相關事項。

(四) 103 年 3 月 27 日主辦「新居禮夫人人才培育計畫東亞地區說明會」，邀請 Directorate General for Education and Culture Mr. Bodo RICHTER 與會演講。

(五) 國際合作人才培育：計畫已於 2012 年與德國漢諾威大學簽署合作案「群樁支承結構受側向力之行為(Behaviour of group pile foundation for offshore wind turbine under lateral load)」。德國漢諾威大學大地工程研究中心與成功大學水利及海洋工程學系，目前臺德各完成一名碩士人才培育，並於 102 年 6 月取得學位。

四、 技術與資訊交流：

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(一) 中心亦為歐盟科研架構 NCP，並自 100 年度起由吳文騰前主任帶領中心成員拜訪歐洲著名研究單位與大學，於今(104)年度 5 月前往波蘭 GIG 參加 Clean Coal Research Center 的開幕典禮，且拜會前歐盟議長 Prof. Jerzy Buzek。本次學術參訪促成波蘭 GIG 與中心張嘉修教授的研究團隊在生質能源計畫上共同申請國科會台波雙邊合作計畫；並媒合波蘭

GIG 與中心賴維祥教授與陳彥仲副主任在氫能交通系統研發技術的初步合作構想。 (二) 中心統籌 NEP-II 下六大主軸成果亮點計劃(涵蓋參展計畫 24 件，共租用 17 個攤位區域)

參與 10 月 14~16 日臺灣國際綠色產業展 TiGiS，藉由各主軸實物成果展示，在國際級展覽中展現臺灣整體的研發能量與產業技術發展。臺灣國際綠色產業展為國內唯一提供能

源、環保、水科技、綠色都市等各綠色產業相關業者的一個國際平台，103 年吸引 26,937的參訪人次來自全世界 41 個國家，今(104)年度與「2015 臺灣國際太陽光電展覽會」及「2015 臺灣國際雷射應用展」同期展出，可望吸引更多國內外參觀者，達到宣傳國家能源科技成果亮點的效果。

(三) 104 年 07 月 10~18 日 前 往 美 國 參 訪 ， 拜 訪 Argonne National Laboratory, Argonne-Northwestern Solar Energy Research Center (ANSER), Wanger Institute for Sustainable Energy Research (WISER), Institute for Sustainability and Energy (ISEN), Fermi National Accelerator Laboratory (FNL)等知名機構進行學術交流，瞭解國外重要研究單位的現階段能源研究的方向與成果，包含美國 Argonne National Laboratory 的重點研究項目：儲電效率(Bettery & Energy Efficiency)、奈米技術之能源應用、太陽能發電效率(與發電成本)、水資源管理、以及都市系統科學等，含太陽能技術突破資訊可提供給國內相關研究團隊參考，同時展示 NEP- II 的研究方向及推動目標。介紹 104 年 10 月將舉辦能源科技與策略國際論壇，促成國內 NEP-II 各主軸中心/連結小組與國外重要研究單位的彼此認識、以及未來密切的合作關係，盼藉此衍生技術合作與技術移轉。

(四) 104年 07月 19~26日前往歐洲參訪，拜訪荷蘭Amsterdam的ECN、德國斯圖加特(Stuttgart)的斯圖加特大學(University of Stuttgart)太空系統研究所(Institute of Space Systems, IRS)、法國國家科�