如果可以，你希望可以用「○○」來發電呢？
用 #廢熱 發電，是許多科學家眼中最具潛力的發電方式之一，中央研究院物理研究所陳洋元研究員更是踏足熱電材料的研究已有十幾年。
汽車、冷氣等機械廢熱，加上太陽的輻射熱等，這些煩人的廢熱如果能拿來發電，實在是個好主意！

接下來，就讓我們一同來認識把廢熱變能源的黑科技──熱電材料吧！

＊本文轉載自合作夥伴 研之有物 ，泛科學為宣傳推廣執行單位

延伸閱讀：
導電但不導熱：夢幻的熱電材料「二氧化釩」——《科學月刊》
https://pansci.asia/archives/119044
朱諾號沒有的法寶：放射性同位素熱電機
https://pansci.asia/archives/100807

朋友們，請看清楚囉～～～

魔鬼藏在細節中。..... 在同一時段、同樣的天候下，在同一地理區域中，離岸風力發電的發電效率，就是會比陸域風力發電來的優異一大截。

台灣目前總共擁有840.2MW規模已經正式商轉併聯發電的風力發電機組（其中712.2MW為陸域風力機組，128MW為離岸風力機組），目前正在進行施工中的風力機組，光是離岸風電機組，今年的數量就超過805MW規模，預計今年夏季可以有兩座合併規模達557MW。

以今天05/16/2021 晚間10:50PM時段的台灣風力發電即時發電狀態為例。

當時全台灣的風力機組總共發出94.20MW的電力，當時所有風力機組的平均發電效率為11.21%。

但是當我們仔細檢視苗栗縣境內的風力發電機組的實際運轉狀態時，卻可以發現，目前台灣第一座正式商轉併聯發電的離岸風場，上緯海洋竹南離岸風場的僅僅22座離岸風力機組（4MW機組x2再加上6MW機組x20），就發出了41.2MW的電力，平均機組的發電效率達到32.19%，遠遠高於當時段的全台灣風力機組的平均發電效率11.2%。在該時段總共風力發電的94.20MW電力產出當中，就佔了43.7367%的發電量佔比。

那幾乎是22座離岸風力機組發電量等同於超過300座陸域風力機組總發電量的意思呢！

相較之下，同樣位於苗栗縣的沿海海岸線上，陸域風力機組的發電實績相形就遜色不少。我們由北到南一陸域風場所處區域來看看當時段的運轉績效：

崎威崎頂風場發出0.9MW電力，運轉效率13.04%
苗栗竹南風場發出1.0MW電力，運轉效率12.82%
苗栗大鵬風場發出6.5MW電力，運轉效率15.48%
龍威後龍風場發出5.9MW電力，運轉效率13.36%
東鋼龍港風場發出3.1MW電力，運轉效率26.96%
苗栗通苑風場發出3.2MW電力，運轉效率8.18%

再來看一次，同樣位於苗栗縣竟，距離海岸線2~4公里處近海海域的海洋竹南離岸風場在當時段的實績：

海洋竹南風場發出41.2MW電力，運轉效率32.19%

此外，這是 2021-05-17 0100AM 苗栗地區離岸風電 VS. 陸域風電的即時發電狀態。在這個當陸域風力機組普遍使不太上力的時段，離岸風力機組的發電效能優勢，就更加的明顯了。提供大家做進一步的參考。

在2021-05-17 0100AM時段，位於苗栗縣境內的風力各場域發電機組的實際運轉狀態：

當時全台灣的風力機組總共發出133.40MW的電力，當時所有風力機組的平均發電效率為15.88%。

但是當我們仔細檢視苗栗縣境內的風力發電機組的實際運轉狀態時，卻可以發現，目前台灣第一座正式商轉併聯發電的離岸風場，上緯海洋竹南離岸風場的僅僅22座離岸風力機組，就發出了73.7MW的電力，平均機組的發電效率達到57.58%，遠遠高於當時段的全台灣風力機組的平均發電效率15.88%。在該時段總共風力發電的133.40MW電力產出當中，就佔了55.2473%的發電量佔比。

那基本上就是22座離岸風力機組發電量等同於超過台灣目前現有的300多座陸域風力機組總發電量的意思呢！

相較之下，同樣位於苗栗縣的沿海海岸線上，陸域風力機組的發電實績相形就遜色不少。我們由北到南一陸域風場所處區域來看看當時段的運轉績效：

崎威崎頂風場發出0.4MW電力，運轉效率5.8%%
苗栗竹南風場發出0.6MW電力，運轉效率7.69%
苗栗大鵬風場發出6.2MW電力，運轉效率14.76%
龍威後龍風場發出6.8MW電力，運轉效率15.42%
東鋼龍港風場發出1.8MW電力，運轉效率15.65%
苗栗通苑風場發出2.7MW電力，運轉效率6.91%

再來看一次，同樣位於苗栗縣竟，距離海岸線2~4公里處近海海域的海洋竹南離岸風場在當時段的實績：

海洋竹南風場發出73.7MW電力，運轉效率57.58%

其實，當風況良好的季節中，例如每年10月份至隔年的三、四月份，無論離岸風機或是陸域風機，都可以發好發滿，是風力發電的旺季。

但是在每年五至九月份的這段風況微弱或者是普通的傳統風力發電的淡季中，在一般風速達到每秒三公尺的最低啟動風速之後，離岸風力機組的發電效率，就明顯的優於處於同一區域中的陸域風力機組。

此外，離海岸線越遠，風況通常越佳。風力機組裝置容量越大，發電效率越佳。

以目前海洋竹南離岸風場所採用的離岸機組的款式，分別是4MW x2 再加上 6MW x20。

今年正在興建中的離岸風場，除了109.2MW規模的台電離岸一期風場，採用5.2MW級距的風力機組，發電功率應該略等同於海洋竹南的6MW級距機組。其餘的離岸風場所採用的風力機組，基本上都升級到8MW級距的離岸風機了。

根據西門子原廠的計算，安裝在同樣的風場中，其8MW等級離岸風力機組的年發電量，會比前一代6MW級距的離岸風力機組的年發電量，高出20%!

2022年開始的台灣離岸風場，將會出現10MW級距的離岸風力機組。按照西門子原廠的測試數據顯示，10ＭＷ級距的機組的年發電量，又會比8MW級距機組高出達40%之多！

2024年開始的台灣離岸風場，將會跨入到14MW級距的離岸風力機組的天下，西門子原廠的數據指出，14ＭＷ級距機組的年發電量，又將會比其前身11MW級距機組的年發電量高出25%之多！

就是因為這樣微妙的運轉效率差異性，在今年開始，當離岸風力機組逐年大量的加入並網商轉發電之後，台灣風力發電將呈現截然不同的的樣貌。往後的日子中，每年離岸風電都平均以1GW~1.5GW規模的速度，持續的成長，引此，連帶的，台灣的風力發電的發電量以及發電量佔比勢必呈現巨幅的成長。

PS. 目前最新的資料顯示，台灣每發出一度電力，平均的二氧化碳排放量為0.509公斤。因此，只要增加一度再生能源發電（水力、風力、太陽能光電、地熱發電、海洋能發電等等不同型態的再生能源都是）我們就可以幫台灣，以及我們的地球減少0.509公斤的二氧化碳排放量，期間也完全不會產生任何溫室效應氣體的排放，也不會有任何有害廢氣的產生。

此外，高度仰賴國際貿易為經濟主軸的台灣產業界，目前紛紛在各大供應鏈體系的督促下，宣示要逐步達成整格生產營運所需用電，都要轉換成100%以再生能源綠電來供應。而這裡所講的再生能源綠電的定義非常明確的就是風力發電、太陽能光電、地熱發電、海洋能發電等狹義的再生能源發電，有些嚴苛的標準中，甚至連再生能源項目中的水力發電，都不被認可符合「綠電（Green Power）」的標準。（【台積電與華碩敲響警鐘】百家台廠無綠電可用，政府在等什麼？：https://tw.appledaily.com/....../E6GYNFIYAZFCHDVDA5WSIEEK4E）

另一方面，核電會產生輻射污染以及各種放射性輻射廢棄物，在處理上極度困難，動輒需要採用地底深層掩埋的方式，與外部環境隔離貯放上數萬年的時間，一般來說，人類無法保障任何人造物件的安全貯放能撐得過萬年之久，坦白說，人類自有文字歷史紀錄以來的時間，也還沒有超過一萬年，目前可考的，大約都在5千年上下。此外，更重要的是，台灣本身的地質條件很特殊，台灣島本身正位於歐亞大陸板塊以及菲律賓海板塊的碰撞擠壓隱沒帶正上方，另外也同時處於環太平洋火山地震帶之上，終年大小地震不斷，根本不適合發展核電。世界上唯一有類似台灣這樣處於地震不斷的地質條件上興建核電廠的國家，就是日本，而人家在2011年已經發生過311福島核災，至今十年過去了，核災善後情況如何，已經豁了多少核災善後費用，大家心知肚明，就不用提了。

就不用提，核電廠還有高溫廢水排放造成水體以及環境熱汙染的生態負面影響。萬一出事，就像日本福島核災的現況那樣，放射性輻射廢水的處理也是非常棘手難你妥善解決的難題。

我們現在生活的環境，已經不是工業革命之前的17、18世紀農業時代的環境了，在經過一百多年來的過度開發，我們在21世紀所面臨到的全球暖化、氣候變遷問題，讓我們必須實事求是地用新的視野、新的方式來找出最即時也最適用的解決方案，以便讓我們在整個地球生態環境還來得及被拯救回來的關鍵緊要生死關頭。

目前台灣正在積極地推動各種型態的再生能源發電，但同時，整府也制定了一整套審核機制，與民間的環境保護組織、在地社區、公民團體一起監督、管制再生能源開發不致於影響到重要農地、漁場的完整性。目前光電准許開發的場域，都集中在不利耕種、地層下陷的地帶，或者是農牧設施屋頂，養殖漁業用地的多功能運用等等範疇。至於離岸風電的後續開發，經濟部也剛剛公佈的離岸風電第三階段區塊開發的草案，已經展開與漁業族群、環保團體、在地社區、開發商、本土產業供應鏈、相關產業界、學界與政府跨部會單位等等相關領域的滾動式對話、協商與落實執行。

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【新文章】為什麼一天有24小時？

我們都知道時鐘走一圈有12個數字，當時針走完兩圈就代表是24小時過去了，是新一天的開始。然而，你又有否想過為什麼是24而不是23或25，又或者不乾脆用10呢？

現代科學裡，時間的國際單位（SI unit）是秒。1秒的長度有精確定義：銫-133（cesium-133）原子基態的超精細結構（hyperfine structure），當進行量子躍遷時釋放的電磁輻射頻率的9,192,631,770個週期的時間長度[1]。秒是七個物理基礎單位之一。

一天24小時可能源自古埃及文明。古埃及的人在一年之間變化的夜空中發現了24顆明亮的星，剛好能夠把整晚分成24等份。由於埃及接近赤道，黑晚長度大約是12個小時，但不要以為一晚只能看見12顆星！由於星星會東升西落因此在埃及的一年中任何時刻，都能看見18顆星（剩下的6顆位置接近太陽因而看不見）。而且，頭尾各3顆星都出現在日出或日落時候，因太陽光的關係而很難看見，因此真正容易看見的只有黑夜中的12顆星。所以，他們把夜間劃分成12等份（注意不是11，只要12顆星放於每份的中央即可），亦按照此習慣把日間分為12等份。

不過在日間看不見星星，古埃及人如何得知時間？原來，他們會在日間使用一種稱為日晷（sundial）的儀器。這是一種把一個「人」字型垂直放在一個圓盤上的儀器，太陽光照射下來，便會在圓盤上投射出陰影，陰影指着的數字就是日間的時間。在晚間，除了使用12顆星之外，也有一種比較可靠的計時方法，就是利用放在特製水桶中的水位高度來顯示出夜間的12等份。

早晚各分為12等份亦有可能來自另一個原因。古埃及人採用的是12進制而非現在我們所使用的10進制。有些歷史研究指出，他們可能習慣用拇指數數目，而其他4隻手指各有3節，因此就等於12了。因此，一天24等份剛好等於兩隻手除了拇指之外的指節數目，所以這亦可能是他們採用24這個數字的原因。

不過在未來，一天可能會有25小時，甚至更久呢！因為月球所引起的潮汐，海水會與地球摩擦，使地球的自轉速度減慢。大約每5萬年地球自轉就會減慢1秒。因此，在大約1億8千萬年以後，我們一天就能有25小時用了！同樣道理，在大約14億年前，地球的自轉比現在快多了，當時一天可是只有18小時呢！原來，一天並不一定就是24小時的啊。

之不過，如果一天被分為24等份，為什麼1小時和1分鐘都卻被分成60等份？這就與古巴比倫人使用60進制有關。對古巴比倫人來說，60是個非常方便的數字，因為它能夠被非常多日常需要用到的數目字除盡：1、2、3、4、5、6、10、12、15、20、30。這對於表達一個數字的分數很有用。

這個習慣被流傳到古希臘。事實上，小時和分鐘被分為60等份的做法，與西方科學和數學之中把角度分為360等份有關。測量地球周長的古希臘科學家埃拉托色尼（Eratosthenes）首先把一個圓形分成60等分。之後喜帕恰斯（Hipparchus）把這定義推廣為360等份。最後，為了量度比1度更小的角度，古希臘人把1度再分為60角分、1角分再分為60角秒。

角分的拉丁文是partes minutae primae，意即「第一分割」，英文譯作first minute，漸漸簡稱成minute，即我們說的角分或分鐘。角秒的拉丁文partes minutae secundae，意思就是「第二分割」，即是second minute，之後就簡稱second，即我們說的角秒或秒。不過直到16世紀末發明機械時鐘之前，普羅大眾基本上都不使用分鐘和秒。

總結來說，「從上而下」把1天分為24小時，是古代天文學和度量衡傳統而來。「從下而上」由定義1秒到60秒為1分鐘、60分鐘為1小時，再反過來把1天的長度定義為24 x 60 x 60 = 86,400 秒，則是現代科學的做法。

[1] 可參考國際度量衡局（BIPM）對秒的定義：
https://www.bipm.org/metrology/time-frequency/units.html