免打樁對環境更友善!沃旭引進離岸風電「負壓沉箱」技術,耐震還抗土壤液化
免打樁對環境更友善!沃旭引進離岸風電「負壓沉箱」技術,耐震還抗土壤液化

為因應台灣多地震、土壤液化風險高的地質,離岸風電業者不斷研究新的技術與工法,讓風機可以在海上屹立不搖長達20年。離岸風電開發商沃旭能源攜手成功大學今(21日)宣布完成全球首次離岸風電管架式負壓沉箱基礎(Suction Bucket Jacket,SBJ)的砂箱振動台試驗,透過模擬最嚴苛的環境條件,推動國內水下基礎技術新突破。

適用於彰化外海鬆軟砂土,負壓沉箱技術具2優勢

台灣海峽號稱有全世界最好的風場,吸引多國離岸風電大廠來台投資,來自丹麥的沃旭能源,於2016年5月在台北設立亞太區總部,負責開發大彰化離岸風電共有東南、西南、東北、西北等四座風場,共1,820MW(百萬瓦)併網容量。

由於台灣離岸風場多集中於中部,場址水深自20~90公分,其中彰化、雲林海床土壤表層多為鬆軟砂土,在地震發生時容易引發土壤液化風險,因此目前台灣離岸風場多採用技術較普及的「管架式多樁水下基礎」工法。

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不需要使用打樁工法,負壓沉箱技術運用沉箱自重及沉箱的內外壓力差以貫入海床。

不同於管架式多樁水下基礎,「負壓沉箱」優點在於安裝與除役,負壓沉箱施工不需打樁施工,因此幾乎沒有水下噪音;其次進入除役階段,可完全自海床移除,恢復海床原有地貌

加上負壓沉箱適用於較軟的地質,在國外沃旭於2014年起應用在德國離岸風場,但歐洲缺乏颱風、地震相關經驗,因此即便沃旭在2016年大彰化四個風場環評就提出管架式負壓沉箱基礎技術的建議,但當時對於彰化外海的海床土壤掌握度仍不夠高,經過了四年的海床鑽探調查,直到2021年4月才拿到第三方認證。

符合真實風機支撐結構比例,進行地震、土壤液化模擬試驗

同時沃旭委託成功大學水利及海洋工程學系執行「大型砂箱振動台試驗」,在國家地震工程研究中心建立模型,進行地震模擬試驗,累積實驗數據提供未來使用,有助於在台推廣此項較友善環境的工法。

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成大的試驗採用高達4公尺、符合真實風機支撐結構比例的大型模型。
圖/ 陳映璇攝影

成功大學水利及海洋工程學系教授郭玉樹帶領來自大學部、碩士班、博士班等14位學生參與研究,試驗採用高達4公尺、符合真實風機支撐結構比例的大型模型,完成鋪設土樣後,並採用高難度的吸力安裝工法,同步完成負壓沉箱的三個沉箱基礎安裝。

沃旭能源負壓沉箱基礎.JPG
成大實驗室進行負壓沉箱水下基礎安裝過程模擬。
圖/ 陳映璇攝影

即便是試驗,成大也採用最嚴苛的環境條件,包含高達80公尺的液化砂土層,一般土壤液化發生在地表下30公尺內的深度;地震則是設定在使用年限50年發生地震機率為10%的條件,超過離岸風機使用壽命20年考量,「即便在嚴苛的條件下,SBJ仍提供風機足夠穩定。」郭玉樹說。

研究團隊自去年12月就進入實驗室裡展開動態試驗,每次測試都要使用近16噸土壤鋪設,工程十分浩大。

此次實驗能夠順利完成,郭玉樹表示,關鍵在於沃旭提供學界真實的資料,包含實際的水下基礎尺寸與土壤條件,「由於風場都還在開發階段,這些數據都相當機密。」唯有業界願提供真實的條件,學界才能進一步執行研究並貼近業界發展,最重要的是這些研究成果,將作為未來設計風場的參考。

責任編輯:侯品如

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彰化,是活的!台灣設計展「圓未來之行」:以源創圓,看交通、建設、生活等多方面向,如何從300年中轉譯甦醒,令過去翻頁至今,創建未來!
彰化,是活的!台灣設計展「圓未來之行」:以源創圓,看交通、建設、生活等多方面向,如何從300年中轉譯甦醒,令過去翻頁至今,創建未來!

2025台灣設計展將開展!本次由彰化縣政府建設處 陳昌茂處長與策展人何來香,共同聊聊「圓未來之行」展覽與其背後的城市發展與公共建設,時代帶來了哪些蛻變與機會,彰化的未來,會是什麼模樣?陳昌茂處長談到:「先輕鬆聊聊彰化最為人知的印象吧,許多外地人提到彰化,就是控肉飯與肉圓,美食旅遊確實是大家的共同嗜好,但是否有其他的深度內容,能給大眾重新認識彰化的機會?『台灣設計展:圓未來之行』就是一個好契機。

圓未來之行,與城市一起成長:你所知道的彰化,它是什麼?

300年來的發展,彰化的農業與工業在國內甚至國際都佔有舉足輕重的角色,半工又半農的發展成了城市獨有特色,在行政區劃及地方制度的調整下,縣市間的城鄉差距造成了資源上的落差,因此,政府近年於交通、城市規劃與建設上積極推動許多計畫,此次的展覽為的就是讓民眾看見設計中與蛻變進行中的彰化,包含:彰化交流道的農業區解編、國民運動中心興建、規劃與建設八大生活圈轉運站及全國首創的長照衛福大樓等等,從交通、建設面改善實質生活,正是此次展覽核心,透過時代回顧轉譯為當代及未來發展能量,讓彰化充滿地方鮮活的發展魅力。」

策展人何來香說起,『台灣設計展:圓未來之行』以時間、轉譯、共創為展出主軸,將時間梳理成「過去─現在─未來」,包含:源(回顧記憶與成長記號)、緣(轉譯與生活)、圓(圓未來城市之貌)、合(共創未來),一如處長所說,將300年的背景梳理轉譯,在「交通、建設、生活」呈現,將其佈局為:三個室內展區X一個戶外展區,透過線上互動與實體呈現,讓彰化時代(過去─現在─未來)逐漸活起來,從低調走向鮮活光亮,「現在」,正是未來的縮影與定錨力量。

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「圓未來之行」兩大重要推手:策展人何來香、彰化縣政府建設處陳昌茂處長。
圖/ 彰化縣政府

四大展區表述「三源一合」:未來可以被共創,一同設計理想的生活模樣

『台灣設計展:圓未來之行』共有四大展區,規劃為:源(記憶之源)、緣(轉譯之間)、圓(未來城市)、合(共創未來),同時串接著「時間:過去─現在─未來」的脈絡線,一覽城市的成長姿態。走進展區,開始從「過去」中逐漸甦醒,壓艙石、鐵道枕木等建材文物彷若時光倒流,將觀展者帶回記憶之源,透過佈局中的架構語言,從最微觀的建築元素開始見證曾經,呈現彰化的移居風光;來到「現在」,城市逐漸有了治理與變化,交通疏通了生活與流動,當下的建設創造了更多的「宜居」,像是:「共生共享」,表述著近年的建設成果,如:交通樞紐轉運站、伸港青年住宅、鹿江綠建築,以及老屋改造返鄉青年創業案例等,透過不同形式的交通、城市建設的延伸,以延續更多的綠化、永續、教育與建築示範及全齡照顧與幸福範例城市、共融場域等,舒展著彰化的此刻宜居。
而「未來」正在萌發的可能性,則以情境式劇場呈現城市建設藍圖,置身體驗充滿希望的願景,陪伴居民一起邁向未來。

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員林市衛生所暨長照社福大樓新建工程拿下第23屆公共工程建築工程類金質獎,建築採全齡化無障礙、節能減碳設計。
圖/ 彰化縣政府

陳昌茂處長與策展人何來香提到,「未來城市」象徵著:綻放、圓滿、快捷與新鮮,展區整體風格呈現現代、乾淨、溫暖的未來感,此區域特別設計一個共創互動環節,以大尺度的城市規劃角度出發,邀請觀展者共同打造屬於彰化的未來城市,透過彰交特定區為城市共創背景,觀展者能透過平板互動,依需求、喜好選定主題類型與建築,如:該區域希望如何發展?公園綠地(共融公園、生態濕地)、產業經濟(百貨商場、研發大樓)、休閒育樂(美術館、圖書館等),民眾意見將由 AI 即時生成建築並影響城市發展指數,進而反思發展過程中經濟建設與生活環境的平衡取捨,最終會將互動成果整理成報告做為縣府施政參考,此區域的未來,將是共創而生的實驗計畫之一。而代表「合」的「戶外串聯區」,則是由在地師生以自然素材共創的「魚的肚子是我們的生活」,延伸探索永續、自然、未來想像及綠色療癒,令「圓未來之行」參與民眾跨域孩童到成人,擁抱接納多齡意見,讓想像活躍充滿新鮮生命力。

彰化的蛻變,是成長留下的獨特印記──未來,由我們共創

有趣的是,『台灣設計展:圓未來之行』本次展出地點為:彰化縣立鹿江國際中小學,它不僅是彰化首間公辦的雙語學校,也確定籌設高中部,以接軌國際的教育為目標。當展區中的時間(過去─現在─未來)與交通、建設、生活相互交融與牽連,讓每個時代的彰化,蛻變都因成長而留下獨特印記。從海洋(船運、通商)而生的彰化,在展覽中扣回海洋生態的共創溯源反思。

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鹿江國際中小學新設高中部,預計117年學年度正式招生。
圖/ 彰化縣政府

陳昌茂處長認為,彰化的發展不必然要同於其他城市,當然也不會是其他城市的翻版,因為彰化有自己的專屬發展模式。期待透過此次展覽與共創,讓民眾與我們一起共同體驗最宜人與舒服的生活輪廓與幸福感受以及發掘彰化未來的無限發展可能;策展人何來香笑著分享,彰化是全球百大幸福城市的銀牌級城市,很期待各地民眾來參觀,重新感受彰化,並與群眾一同共創彰化。延續這樣的願景,彰化縣長王惠美也分享:「縣府其實一直在思考,如何擘劃下一個百年都市發展願景,讓民眾的生活變得更好,外移的人口逐漸回流。這些交通、城市建設的規劃、執行與聆聽大眾意見,都是為了一同探索未來、共同創造大家真正嚮往的生活」。

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彰化縣長王惠美與縣府團隊積極規劃下一個百年都市發展願景,打造最宜居 幸福的城市。
圖/ 彰化縣政府

採訪・撰文/楊喻婷

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