夏日炎炎,疫情趨緩之下,2021年第五屆全國高中職、大專小水力發電設計比賽回來了!今年小水力發電比賽舉辦相較於往年有許多挑戰,前有年初56年來最大乾旱,後有本土疫情爆發,所幸隨著梅雨季的到來旱象緩解,以及疫情逐漸趨緩,原訂7月中舉辦之比賽終於順利在9月底舉辦。

現場貴賓雲集,連總統也捎來開幕祝賀

本屆高中大專小水力發電設計比賽於今年9月25日~26日假花蓮吉安木瓜溪畔初英微水力環境教育場地粉墨登場,媽媽監督核電廠聯盟徐光蓉理事長、台灣電力公司東部發電廠李重億廠長、陳坤逢副廠長、蘭陽發電廠吳東益廠長、臺灣大學水工試驗所劉宏仁博士、台灣環境保護聯盟前會長劉俊秀教授、學委會吳明全召集人、能源局能源技術組陳崇憲組長、經濟部水利署保育組張承宗副組長、水利署第九河川局曾國柱副局長、行政院農委會農田水利署綜合企劃組朱孝恩組長、農田水利署花蓮管理處張麒瑋處長等機關團體代表親臨出席活動共襄盛舉,除祝福活動順利進行、圓滿落幕外,亦是共同表達對於台灣發展水力發電支持與鼓勵。

蔡英文總統雖然不克親臨,但她特地為這場比賽錄製了開賽致辭,她稱讚小水力比賽有一個很重要的意義就是要讓校園中的綠能人才,可以在農村社區裡來實踐小水力發電的專業和知識,進一步帶動地方創生。

她更表示:綠能不只是一個單純提供低碳的能源,而是一股潛在的力量,能夠幫助農村社區發展。過去我曾經參訪達魯瑪克綠能部落,很清楚再生能源因為具備在地、分散的特性,非常適合用來支持農漁村和原鄉部落的發展。今天的比賽正是從花蓮獨特的水力資源來思考,我們如何用跟大自然共存的方式來繁榮地方。

接著她又表示:「這幾年來政府積極推動能源轉型,不僅呼應世界減碳的潮流,還可以看到很多大廠加入RE100,使用大量的再生能源。許多外商也因為綠能商機來台灣投資,從這樣的趨勢可以看到綠能絕對是台灣產業的未來。而今天參賽的同學們也將是台灣社會的未來。在這裡我要祝福比賽順利圓滿,各位都有滿滿的收穫。」

在各種再生能源發展中,水力發電是零廢棄物、零碳排的首選,但考量環境因素,各國都已經陸續捨棄大型的水力發電廠;一些有天然河川、溝圳的國家,開始改採小/微水力發電。台灣農村也具備了發電的絕大能量!根據經濟部能源局估算,台灣微水力發電約有5億瓦(W)潛能!小水力發電不需要大型水庫,對環境友善;可在白天或晚上任何需用電時機發電,較為穩定,可成為台灣發電新生力軍。

講習讓參賽作品大躍進

台灣環境保護聯盟、媽媽監督核電廠聯盟、國立臺灣大學水工試驗所、花蓮縣初英山文化產業交流協會、台灣電力公司等單位團體,從2017年開始合辦「全國高中職、大專學生小型水力發電設計比賽」,啟發年輕學子對於當前環境教育、科技教育及能源教育議題的重視與關注;同時透過比賽,培養學生解決問題的能力與團隊合作的精神。五年下來,共有近200支隊伍報名,約1000人次參加,不僅成果豐碩,更讓水圳所在社區對水環境、水資源有更多的關懷及參與的熱忱。

為增加參賽隊伍的理論發展及實作能力,從去年第四屆比賽開始,主辦單位就特別安排了「小水力發電設計與系統規劃講習諮詢」南北各一場課程,提供參賽隊伍與專業人士實際互動的機會。邀請到台灣電力公司蘭陽發電廠吳東益廠長與東部發電廠陳坤逢副廠長等人,為參賽選手們提供發電機機組及電力供應上各種技術指導。

為了讓學生在撰寫書審資料時就能充分了解小水力發電的原理,寫出精準的書審資料,並且在製作發電機組時就能掌握對的方向。今年更擴大舉辦了北中南三場的講習,並於書審報名截止前就先舉辦,免費開放給今年有意報名的所有師生參加。

北部場講習在3月27日於臺灣大學水工試驗所舉辦;南部場講習在 4月10日於高雄舉行,中部場則在4月17日於台中舉行。經過講習的洗禮之後,今年的參賽作品果然比往年要來得精彩,評審老師們都肯定講習有起很大的作用,更讓所有主辦單位都決定以後每年在寒假時就會舉辦講習,讓更多對小水力發電有興趣的年輕學子都有機會來參加講習。

比賽過程比往年充滿更多挑戰

今年「第五屆全國高中職、大專生小型水力發電設計比賽」競爭激烈,共有大專組9校17隊、高中職組18校33隊報名並完成比賽設計圖,經評審選出大專組10隊、高中職組13隊入選初賽,但因新冠肺炎疫情警戒影響,原定於7月、8月所有賽程皆延後舉行。最後賽事主辦單位決定將初賽及決賽賽程一併於9月24日至9月26日期間,在花蓮吉安木瓜溪畔初英微水力環境教育場地流式水力發電測試水道進行。

這個測試水道的水並非旁邊的木瓜溪水,而是台電特別利用木瓜溪上游七座水力發電廠發電後的尾水,引流至此水道來循環再利用,完全符合零廢棄物、零碳排的精神。但由於這是一個全新的場地,也讓今年的比賽和往年有明顯的不同,最主要就是這個水道的流速非常快,達每秒1.8公尺,比往年北部場初賽的場地──台大水工試驗所的實驗水道快了將近十倍,對於參賽學生們的機器是一大考驗,如果結構不夠堅固的機器可能會造成損壞而無法發電。

比賽當天各隊學生帶來各式各樣利用鋼杯、塑膠板、鐵條、鋁條、二手馬達、木板、廢棄單車輪框、甚至是3D列印機製作的扇葉來參賽。比賽時各組學生依序將發電機安裝在水道中,在15分鐘之內就要安裝發電機、實地操作發電機,對外解說功能,還要接受6位評審老師臨場提問,最後還要移除發電機。比賽過程比往年來得緊湊,還好時間控制得宜,兩天的賽程都順利進行。比賽評分比重以發電效率占60%、設計創意占40%,最後各組分別取前三名及佳作2隊獲獎。

環盟學委會召集人吳明全表示今年是螺桿大爆發。參賽的隊伍中有近三分之一是使用螺桿來設計發電機。其它還有有螺漿式、垂直輪、下射水車、上射水車及貫流式等等各種類型的水力發電設備在賽事中相互觀摩較勁,對本活動而言具有相當重要的意義,發電機組的製作過程越來越能在專業與「可實際應用」的條件之上邁進。

比賽結果出爐

本屆各組獲獎名單如下:

【高中職】

*第一名 高雄市立高雄高級工業職業學校「我要去美濃和花蓮」

*第二名 桃園市私立大興高級中學「鑫森淼焱垚」

*第三名 桃園市私立新興高級中學「新興溼子王」

*佳 作 高雄市立高雄高級工業職業學校「TEAM哩勒HOHO」

*佳 作 台東縣私立公東高級工業職業學校「水起不滅」

【大專組】

*第一名 龍華科技大學「龍神」

*第二名  國立高雄科技大學「蘇屬數粟」

*第三名 東華大學「鮭魚躍龍門」

*佳 作 國立高雄科技大學「水中螺旋」

          健行科技大學