利用MM5模式評估台灣地區風能蘊藏量之研究

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姓名

林和毅(He-Yi Lin) 查詢紙本館藏

畢業系所

大氣物理研究所

論文名稱

利用MM5模式評估台灣地區風能蘊藏量之研究

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摘要(中)

自1970年代能源危機發生以後，歐美等先進國家即積極研究開發各種替代能源，以取代日漸枯竭的石化燃料，再加上近來環保意識的抬頭，以及全球溫室效應的日趨嚴重，使得綠色能源的開發，成了人類永續發展的課題之一。而風能即是一種有待開發的綠色能源。台灣地區雖缺乏傳統能源，但地處東亞季風盛行區域，具有良好的風能發展環境。
根據風能公式，風能與風速的三次方成正比，所以風速是風能計算的重要因子。由於測站的分布不均，而且資料密度不足，使用測站資料所做的研究結果並無法清楚地呈現出台灣地區風場的分布情形。所以進一步使用中尺度區域氣象模式「MM5」來進行模擬，以取得高解析度（10km網格），分布均勻的氣象場資料。然而，對於模擬的結果，我們並不能直接使用，畢竟對於地形多變的台灣而言，模式中網格解析度、地形資料與參數化等因素，皆會影響模擬的結果。因此，在本研究中，又再將模擬結果與觀測值做相關分析，並配合測站觀測值，使用客觀分析的方法加以修正，以補充其小尺度現象之遺漏。最後利用此調整值計算出台灣地區平均風能密度的分布，以供台灣地區的風能評估分析之用。
本研究主要著重於建立與測試風能研究所需的模式，以及模式結果的分析與評估。研究成果除了完成模式的測試外，並以模擬結果進行風能分布的初步評估，發現台灣西部沿海一帶、澎湖離島地區、恆春附近與東北角一帶等，頗具風能開發的潛力，年平均風速值均達3 m/s以上，其中以恆春的年平均風速最高，約為5、6 m/s左右。

關鍵字(中)

★ 風能評估
★ 模式模擬
★ 風能

關鍵字(英)

論文目次

摘要 …………………………………………………………………… i
致謝 …………………………………………………………………… ii
目錄 …………………………………………………………………… iii
圖表說明 ……………………………………………………………… v
第一章緒論 ………………………………………………………… 1
1.1 引言 ………………………………………………………… 1
1.2 回顧 ………………………………………………………… 3
1.3 動機 ………………………………………………………… 4
1.4 論文架構 …………………………………………………… 6
第二章 MM5模式與模式之設定 ……………………………………… 7
2.1 MM5模式簡介 ……………………………………………… 7
2.2 模式操作過程 ………………………………………………10
第三章研究分析方法 ………………………………………………13
3.1 等高面氣象場資料計算 ……………………………………13
3.2 客觀分析的方法 ……………………………………………15
3.3 風能計算 ……………………………………………………16
3.3.1 風能公式 ………………………………………………17
3.3.2 風速概率分布 …………………………………………17
3.3.3 風能密度 ………………………………………………18
第四章模擬結果之分析與校驗 ……………………………………21
4.1 模式風場分析 ………………………………………………21
4.1.1 冬季模擬風場 …………………………………………21
4.1.2 夏季模擬風場 …………………………………………22
4.1.3 Spin-up效應 …………………………………………23
4.1.4 台灣地區各地風花圖 …………………………………24
4.2 模擬結果的校驗 ……………………………………………26
4.2.1 觀測值與模式值的相關分析 …………………………26
4.2.2 觀測值與模式調整值的相關分析 ……………………28
4.2.3 校驗總結 ………………………………………………29
4.3 模式調整值之分析與使用 …………………………………31
4.3.1 平均風速分布 …………………………………………32
4.3.2 風能分布 ………………………………………………33
第五章結論與展望 …………………………………………………35
5.1 結論 …………………………………………………………35
5.2 展望 …………………………………………………………36
參考文獻 ………………………………………………………………37
附圖表 …………………………………………………………………40

參考文獻

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指導教授

曾仁佑(Ren-Yow Tzeng)

審核日期

2000-7-8

推文