能源應用

善用風的力量-荷蘭風車

善用風的力量-荷蘭風車 (The Netherland Windmill – Utilize the Wind Power on Industrial Production )
國立臺灣大學土木工程學系 楊政玹

現在只要一提到荷蘭,相信大家第一個想到的就是那促立在河岸邊一座座的風車(圖一)。然而,荷蘭人為什麼要建造這一座一座的風車呢?是為了風力發電?還是說有其他的用途?

魚菜共生系統

魚菜共生系統 (Aquaponics)
國立交通大學土木工程學系 黃靖惠

人口密度越來越高,我們已經消耗了無數的土地與水資源,甚至已經嚴重造成環境的迫害。因此,如何有效的利用有限的資源已經成為當今重要的議題。在糧食大量的需求之下,我們不間斷地進行土地利用,持續擴建養殖場以滿足需求。

交通寧靜區

交通寧靜區 Traffic Calming
中原大學土木系 陳敬宜

前言

交通寧靜區最早起源於荷蘭,為增進在住宅區或通學巷道等道路使用環境品質,特別是年長者、幼童、身心障礙者較多,需要特別進行行人保護者,所採行之交通策略面的方法。

綠建築

綠建築 Green Building
國立臺灣大學土木工程研究所碩士 莊智仁

所謂綠建築是指在一個建築的生命週期中,包括設計、建造、裝修、營運、維護和廢除等,都必須兼顧環保的責任和資源有效使用[1]。換句話說,綠建築除了提供適宜健康的生活機能也要維護自然環境的永續發展。

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圖一 成大綠色魔法學校。(引用自低碳生活部落格http://lowestc.blogspot.tw/2015/03/blog-post_6.html)

抽蓄發電

抽蓄發電(Pumped-storage)
國立臺灣大學土木工程研究所 許展維

每天的電力都有尖峰以及離峰的時段,要如何在尖峰時依然穩定供應電力?要如何在離峰時妥善應用多餘的電力?抽蓄發電提供一個良好的解決方案。

抽蓄發電的原理

抽蓄發電廠是一種特別的水力發電廠加上超大型能源儲存槽,除了像傳統水力發電廠可以利用位能帶動發電機生成電能外,抽蓄發電廠能夠在用電不吃緊的離峰時段利用多餘的電能將水從下池抽往上池,待尖峰用電時段再將水的位能釋放轉換成電能(圖一),池中的水就像是超大型天然電池一般,不同的是抽蓄發電是利用位能儲存能量而非一般電池的化學能。抽蓄發電的過程中,珍貴的水資源不會輕易被浪費掉,同時,透過良好的調度更能夠讓抽蓄發電有效降低尖峰時段的發電成本。

臺灣再生能源發展現況 – 以屏東縣為例

臺灣再生能源發展現況 – 以屏東縣為例 (The Status of Renewable Energy Development in Taiwan – A Case Study of Pingtung County)
國立虎尾科技大學光電與材料科技研究所碩士 陳旆漢

能源發展提供人類舒適便利的生活環境,更與人類文明的進步過程息息相關,也促使人類越來越倚賴能源生活,從最早利用自然資源產生熱能烹煮食物或取暖,到現今利用各種發電方式,製造許多現代化商品及提供動力驅動載具等,皆是能源發展帶來的益處,但是過度使用能源的結果,就是造成環境不可逆之破壞情形,及生態平衡嚴重遭受打擊,其中溫室效應是顯為人知的失衡現象之一,發生主要原因乃空調冷煤、噴霧劑、滅火劑、發泡劑等人造物質,於使用後會產生氟氯碳化合物 (CFCs),此物質不容易被分解,當它飄移至平流層接觸紫外線後,兩者會產生光解作用(圖一)形成氯,氯又跟臭氧結合,使臭氧還原成氧,進而造成南極臭氧層漸漸稀薄,堪稱地球暖化及溫室效應之殺手。

灰塘的由來與設置目的

灰塘的由來與設置目的(Purpose of Establishing Ash pond)
國立成功大學水利及海洋工程所碩士 李裕群

電力供給方式係以火力、核能、水力發電為主,近年來逐漸增加其他再生能源的供給,如風力發電、太陽能發電等。依照臺電公司102年之統計(圖一),火力發電佔總發電之76%以上,故現階段係以火力發電為最重要的電力供給方式。

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圖一 102年臺電公司發電系統分配比例(本文作者李裕群繪製)

火力發電依燃料及機具使用的不同,又可分為汽力燃煤、汽力燃油、汽力燃氣及燃氣複循環機組等,由臺電公司102年統計(圖二),現行發電量以汽力燃煤機組最大亦最低廉。採用燃煤發電之代表電廠有臺中、興達、林口等電廠。

地震的震度如何推估?(上)

地震的震度如何推估?(上)(How to Measure Earthquake Intensity)
臺灣防災產業協會秘書長暨財團法人中興工程顧問社防災科技研究中心副主任鄭錦桐

臺灣位於環太平洋地震帶,根據過去地震災害歷史資料統計顯示,臺灣大約30~40年會發生一次災害性地震。公共工程(例如:道路、捷運、橋梁、水庫大壩、核電廠)對地震評估技術要求十分嚴格,隨著國內外地質科學、地震科學與地震工程之研究進展,工程師不斷積極引進與研發最先進之地震評估技術。合理評估工址遭遇地震時的地振動特性,並進行地震危害度分析 (seismic hazard analysis) 獲得耐震係數。地震的震度推估,不僅為公共工程建設之重要課題,同時也是民眾與企業地震防災的重要基本知識。

地震的震度如何推估?(下)

地震的震度如何推估?(下)(How to Measure Earthquake Intensity)
臺灣防災產業協會秘書長暨財團法人中興工程顧問社防災科技研究中心副主任鄭錦桐

在「地震的震度如何推估?(上)」中,已介紹了地動預估式中二個重要因素:震源規模大小 (M) 及震波傳播路徑 (R),在本篇文章中,將介紹地動預估式中第三個重要因素:場址地盤特性 (S)。

三、場址地盤特性

場址基礎30公尺內淺層地層的平均剪力波速 (Vs),是影響地盤振動特性最關鍵的因素。剪力波速度低者,意即地盤較為軟弱,其地震波也較易於放大。一般而言,以Vs=760m/sec為分野,Vs小於760m/sec之場址,為軟弱地盤;反之,為堅硬地盤。台北盆地基本上是軟弱地盤,震波容易放大,再加上過去地震波觀測資料顯示,震波在盆地內的重複反射與折射後會將震波疊加,致使震波持續更久且再疊加放大,同時也使地震波於長週期的能量變多。

以1985/09/19墨西哥城大地震為例,地震規模大約8左右,震央位於外海350km遠,但是墨西哥盆地內的地震波放大最可高達8~50倍,而且明顯長週期的能量較多,造成約1.2萬人死亡,5萬人受傷,許多墨西哥城的高樓結構因為共振而倒塌(圖六)。所以比較位於台北盆地內與邊緣的地震測站,發現在距震源有同樣的距離下,往往盆地內軟弱地層上之地震測站所觀測的震度較大,震波之振幅可放大數倍,地震耐震設計上與地震防災上必須特別注意。

認識「原水濁度」

認識「原水濁度」 (Turbidity)
國立臺灣大學土木系電腦輔助工程組博士班陳奕竹

當颱風侵襲臺灣之後,有時會聽到新聞報導提到「原水濁度達到多少NTU,已影響正常供水」,其中的濁度、NTU代表什麼意思呢?又為什麼颱風之後原水濁度會上升?以及我們該怎麼解決颱風之後的供水問題呢?

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