各校計畫成果

活動簡介

馬老師在臺灣大學組成了一個的設計團隊，設計開發承載15MW風機的半潛式浮臺，以期提供風電開發商，於臺灣海峽的風場規劃部署時，能以本土設計的浮臺為首選。

團隊詳細審察世界現有具代表性的半潛式浮臺的數據，將其設計參數彙整，經過深入分析，從各個考量進行一系列的深層設計，進而取得了最佳的優化設計。臺大浮臺選擇立體三角形為主結構，在pontoon的角落有三個立柱。相對於石油產業使用的4個立柱的海洋產油平臺，這種3個立柱的配置已經成為離岸風電業界最典型的設計安排，可以減少鋼鐵材料的使用量。團隊針對20多種尺寸組合，進行詳細地評估，而決定了最佳設計。

浮臺及系泊系統必須能夠抵抗50年的颱風，並且要有控制壓載的技術，讓平臺在風浪中保持平衡。傳統設計都是靠加大平臺尺寸以及加大錨鍊尺寸來達到設計要求，但是最佳設計必須在建造成本與結構外型之間取得平衡。臺大浮臺的排水量指標以及鋼材重量指標在各國的設計之中都屬優良，這是臺灣的技術突破。

臺大浮臺能夠承載大於2200噸的 15MW 風機，其設計擁有下述幾個優點：

    (1) 施工建造容易: 臺大浮臺的設計將圓形柱子進化成不規則六角形立柱，這個改進可以讓造船廠施工建造的流程變得極為流暢，不需要用彎板機耗時耗工地建造大型圓柱，大量的銲接也都轉變成可採自動或半自動的面銲接，不但簡化施工，並且間接地提高銲接品質。

    (2) 海面上高度穩定性: 通過安排三個柱體的最佳位置和尺寸大小來增加水面面積的慣性矩，以及在環形pontoon內使用海水作為永久壓載來壓低整體重心，結果浮臺具有高穩定性，保持風機的最佳發電效率。

    (3) 堅固的船體結構: 浮臺形狀採用環形pontoon加上立柱的布置方式，環形pontoon與水平支撐(horizontal bracings)使整個浮臺外殼變得極為堅固，此設計避免了複雜的斜角支撐柱的使用，將疲勞斷裂的可能性降至最低。

    (4) 高效率的壓載重量分佈: 將主柱尺寸增加，使得其額外的浮力可以用來支撐風機的重量。相較於三柱直徑相同的設計，臺大浮臺的外柱不需要額外的壓載來平衡主柱的風機重量。降低了浮臺重心，也提高了浮臺穩定性。

    (5) 浮臺運動平緩: 寬大的pontoon可以提高阻尼(damping)，減緩了浮臺的運動，如起伏(heave)。壓載水的質量也進一步增加穩定性，減緩浮臺在風浪中的運動。

    (6) 甲板空間寬闊: 主柱頂（甲板）和三根水平支撐提供了寬敞而又連續的作業空間，初期海上安裝時便利工人進行施工。對於偶爾需要的不定期維修，也提供人員更寬闊的運維工作環境。

臺大浮臺的技術有機會加速臺灣的綠能發展，因而帶動整個供應鏈，創造出一個新的科技產業。馬博士帶回國外最新技術，培養臺灣業界工程師，讓本土技術逐步成熟生根。

另外也在學術界，支援臺大、成大、中山大學、海洋大學以及高科大相關領域的教授們，讓臺灣的海洋工程學術界逐漸追上美國、挪威、法國、日本的技術水準，可增強台灣學術與產業的實力。