設計階段

風速、風向調查、風力機組場址評估、法規調查、環境影響評估及風機位置 佈置規劃等基本設計工作，在可行性評估階段理應已完成定案，在設計階段之工 作是延續基本設計而進行之後續細部設計工作及申辦有關證照及相關單位施工許 可。

完善的設計規劃，將可減少將來進行現場施工、設備安裝、試車運轉之問題 發生，一般民營風力發電計畫，通常多將可行性評估階段工作及細部設計工作發 包給顧問公司作完整規劃設計，而台電公司則是由顧問公司作前期評估與基本設 計，將細部設計與後續施工以統包方式另案發包，一般風力發電工程設計工作，

可以區分為土建設計及機電設計兩大部份，說明如下：

1. 土建設計

風力發電之土建工程設計主要內容有塔架基礎、電氣室、管排、施工及搬 運道路之土木、建築與結構等設計工作，基本上與一般工程之土建設計類似、

困難度也不會較大，會影響計畫成敗之關鍵因素主要有以下幾點：

a. 風機場址大多位於海濱、防風林、河海堤等地，通常須特別針對是

否位於野生動物保護區或野生動物重要棲息環境、國家公園自然保 護區、國防部與海岸巡防署相關安全考量及民航局許可等做法規方 面的調查及進行環境保護、水土保持之評估，甚至若有影響河道水 流，須進行相關水理分析。

b. 風力機組高度動輒達70幾米高，甚至有越來越高傾向，當面臨強風 或地震時，風機塔架基礎設計完善與否，就顯得格外重要；日本宮 古島（Miyakojima Island）在2003年9月11日遭受強烈颱風梅米(Maemi) 侵襲，依宮古島氣象局紀錄，梅米颱風的平均風速38.4公尺/秒，最 大陣風達74.1公尺/秒，造成沖繩島電力公司（Okinawa Electric Power Company）六部風力發電機受到巨大的損害，其中一號風機連根拔起 倒塌，三號及五號風機在下塔架靠近門的地方折斷，其餘風機則是 機艙或葉片受損；經事後風洞試驗及模擬分析，現場當時最大風速 估算達60公尺/秒(強烈颱風)，最大陣風達90公尺/秒，一號風機基礎 受到最大彎曲力矩超過可忍受極限值，導致基礎被破壞而倒塌，三 號及五號風機折斷突顯出塔架門是其結構最弱的地方；由日本宮古 島案例可瞭解，風機基礎韌性（tenacity）偏低致使容易被強風破壞 而倒塌，所以在土建設計部份，塔架基礎設計應是攸關整個風力機 組安全最重要因素之一。

c. 為了串聯各風機與電氣室，並將電力併入台電既有電力系統，所仰 賴的就是電力電纜及光纖電纜，民營業者為節省成本，電力電纜多 採直埋方式敷設，只有光纖電纜有配管；台電公司則以安全性及可 靠度為首要考量因素，皆設計管排，不論何種方式，以目前台灣道 路底下各式各樣管路隨意埋設情況，管排設計除參考各單位之竣工 圖說，實際會勘或試挖，也是設計前必須重要步驟。

d. 台電公司在建築物內裝材料、外觀造型、美觀及工程品質要求上較

民營風力嚴謹，例如台電公司為增加觀光產業及善盡社會責任，於 各風機場址均增置景觀美化供展示及教育用，其成本計算當比民營 風力發電成本為高。

2. 機電設計

機電設計主要內容為電力系統細部設計、系統衝擊影響檢討、設備配置設 計、電纜管線設計與監控系統設計等，其中整合國內外機械、電氣是機電設 計階段重點，會影響計畫成敗之關鍵因素主要有以下幾點：

a. 風力發電所發的電因併入台電系統，所以一定要進行系統衝擊影響 檢討，並評估風場風力發電機發電總容量併接於該地區台電輸配電 系統是否有併聯引接線路超載問題，此部分涉及台電併接點之變電 所電力設備容量是否足夠，台電也須據以考量是否須新建或擴建等 問題，台電公司若未能及時配合完工，將造成風機所發的電卻送不 出去的窘境。

b. 目前風力發電機輸出端電壓均為低壓系統等級，如德國Enercon為輸 出端為AC 400V、美國GE Wind Energy為AC 575V、丹麥Vestas為AC 690V，為減少線路傳輸之損失，都由風機塔架下方或機艙內部之變 壓器升壓至高壓配電系統，並經電纜傳送至電氣室，再併入台電變 電所，若系統需併接到特高壓系統時，則須再透過設置升壓變壓器 做第二次升壓，在高壓電力電纜線路設計上，通常使用交連PE電纜 連接傳輸電力，因為長度關係，中間須經過接續，由於埋設於道路 下，易受外在因素影響產生損傷導致系統當機，因此是整個系統中 存在風險最大部份，在設計上除需確認地下管路敷設埋管數量與避 開與其他既設管路之衝突外，特別要儘量減少電纜線接續，接續處 應規劃於人孔處，將風險降至最低。

c. 台電公司於三期計畫之標案中起明確要求必須具備低電壓忍受能力

（Low Voltage Ride Through），目前風機廠商幾乎都可提供此項功 能，惟若風機具備低電壓忍受能力，需考量風場整體相關機電設備 絕緣耐壓及設備絕緣協調問題，以避免設備絕緣協調設計不恰當 時，損害風場機電設備。

3. 施工許可申請

a. 電氣室建照申請，消防、電氣、給水等向主管機關申請及工程開工 申請與一般建築一致，而塔架基礎依94年12月13日營建署召開之「研 商風力發電機組設置申請雜項執照事宜會議」，設置於非都市土地之 農牧、林業、養殖、鹽業、礦業、交通、水利、遊憩、國土保安等 使用地、其風力發電機組基座設置如經提出專業技師設計簽證文件 者，得免請領雜項執照。

b. 管排開挖申請路證，因路徑長，往往一段路分屬好幾個不同單位管 轄，從申請至核准常因各單位作業程序、或恰逢特定日子，而不被 核准或延遲核准，漢翔公司承攬台電香山風力案就因為該公司申挖 及許可作業緩慢，自申挖迄取得許可共耗時385天，導致逾期違約金 達合約上限1.21億元，遭監察院以履約時程控管不當提案糾正。

4. 工程分包及設備採購

a. 風力發電機費用佔總工程費用將近2/3，而目前我國風電場的建設皆 引進國外的風力發電機組，一旦遇到匯率劇烈變動，往往造成業主 無法順利發包出去，若是承包商投標階段與實際採購階段之間匯率 變動過大，可能會產生鉅額損失，進而影響工程執行，選擇適當外 匯避險工具，如何操作，是工程執行以外另一個值得注意重點；另 外因供需不平衡，加上台灣市場規模遠遠不及大陸及印度等國，風 機製造廠商往往以其他採購量較大國家為優先供應，且價格上也偏 高，沒有議價空間，以漢翔公司承攬台電麥寮風力案為例，即因未

妥適處理風機報價屆期資訊，錯失最後報價期限，不但原規劃向西 班牙Gamesa公司採購之風機報價由1,846萬歐元增至1,982萬餘歐 元，且因機組供不應求，無法於要求期限內交貨，改向Vestas公司採 購，最後採購成本由原預估之18,460,000餘歐元(約新台幣7.25億元) 增為25,315,000歐元(約新台幣11.35億元)致風機採購成本增加4.1億 元。

b. 風力發電工程工程承纜總額常高達數拾億元，除風機須自國外進 口，其他設備包括塔架、高低壓開關、電力電纜等機械及電氣設備 與土建、機電工程國內廠商皆有能力生產或承製，以目前統包廠商 而言，常為機械或電機製造廠，本身公司所生產設備，僅占整個工 程金額一小部份，絕大部份工程或設備仍須再分包給其他協力廠 商，因此在分包同時，一定要作好風險轉嫁；以漢翔公司承攬台電 麥寮風力案為例，即因未能依承攬金額比例將應付之逾期罰款無法 全數轉嫁給合作廠商，致遭監察院提案糾正。