波浪能與飛輪儲能整合技術之解決方案

G 永續轉型

申請編號
114
隊名
海浪滔滔我不怕，浪能轉電頂呱呱
聯絡人
王躍德 ・0976726958 ・matedwardryan10@gmail.com

在官方系統開啟此提案

AI 輔助評估

摘要
將沿岸消波塊改造為聚波通道加水輪機發電，結合飛輪儲能與生物炭水泥，於南部漁港實證。
實質空洞
否 — 有專利與實物，但數字灌水
卡詞
否
治理樣板
否
既有作品
核心技術已獲成大專利TWI907022（2024申請、2025核准），並自述已有實體水輪機與實測數據。
類似前案（有沒有別人做過）
義大利OBREC堤防整合波能已運轉，波能配飛輪平滑亦有多篇論文；本案為既有概念之組合改良。
性別影響
全無性別分析；漁村推廣與港區施工受益或受影響者的性別差異未觸及。
DEI
漁村居民被視為「教育推廣」對象而非利害關係人；漁民作業空間、原民海域權利、海岸親近權皆未提及。
STS·社會影響
75–85%效率、每座59.2kW抵15座大安森林公園、43.9億產值皆無依據；聚波通道對生態與漁業影響、生物炭水泥耐海水性未評估；八週實證期程不切實際。
AI 使用
自稱未用AI，卻規劃以機器學習與時間序列預測發電量、調度儲能，前後矛盾且無資料量與模型說明。
資安隱私
個資疑慮低；但併網控制與模型預測控制系統的資安、極端浪況下失效安全機制完全未提。

初審

總分 可行性 社會影響力 創新性 提案團隊多元性 資料治理思維
3.98 7 6 0 1 3
評語
核心技術已獲專利並已參賽獲獎，屬既有成果。
筆記
專利號TWI907022B，2025/12/01 核准，成大。
初審會議筆記
（無）

工作坊

筆記
（無）

決審

總分 可行性 社會影響力 創新性 實作進程驗證
（無） （無） （無） （無） （無）
入選
否
評語
（無）
筆記
（無）

同團隊提案（團隊 2） 待查證

同主題提案（主題 25：波浪能發電）

壹、隊名及題目

一、隊名
海浪滔滔我不怕，浪能轉電頂呱呱
二、題目
波浪能與飛輪儲能整合技術之解決方案
三、提案對應之徵件構面
永續轉型
四、團隊要解決的問題？
台灣四面環海，具備發展波浪能的天然條件，但目前波浪能技術仍面臨「轉換效率不足、發電波動劇烈及建置成本偏高」等關鍵瓶頸。傳統震盪水柱式（Oscillating Water Column, OWC）系統需經由波浪、水柱、氣流至發電機等多重能量轉換，造成能量損失；同時，波浪具有高度間歇性與週期性，使輸出電壓與功率持續波動，增加併網與電力品質控制難度。此外，台灣沿岸既有消波塊多僅具防護功能，不僅無法產生能源，其大量水泥使用亦伴隨顯著碳排放。因此，如何將既有海岸防護設施進一步整合高效率發電、儲能穩壓與低碳材料，成為台灣波浪能走向實際場域應用與規模化發展的重要課題。
五、本提案是否屬於尚未進行、且尚未成立標案、未申請政府相關預算之計畫，階段性計畫亦同
是
六、前題若選否，請敘明招標機關、計畫名稱、計畫工作內容與本次精進內容

貳、聯絡人資訊

聯絡人姓名
王躍德
聯絡人電話
0976726958
電子信箱（Email）
matedwardryan10@gmail.com

參、提案內容說明

一、可行性

(一)已有隊員人數（含聯絡人）
4
(二)團隊成員及任務分工？
(三)參賽隊員中是否有「歷屆獲獎團隊或初審入選者」？
否
(四)參賽隊員中是否有其他之獲獎證明？
否
(五)請說明您的提案「已使用」哪些相關資料？
政府開放資料：1. 海洋能波浪發電之形式2. 已調查南部海域沿岸較適合開發之海域地段。 自備資料：實際場域實測數據
(六)請說明您的提案「後續驗證期間」預計使用哪些相關資料？
政府開放資料：1. 調查全國海域沿岸較適合開發成新型波浪能岸堤發電系統之海域地段。 自備資料：無
(七)除了上述資料外，是否有需要哪些機關的未開放資料？
否，沒有其他機關的未開放資料需求
(八)針對上述(欄位(五~七))之資料預計應用方式？
根據已掌握之波浪能型式與岸堤適地性資料，將用於比較本系統與其他波浪能發電的轉換效率。此外，掌握之海域調查與結構設計資料，將進一步在實際場域進行數值模擬與小尺度試驗，驗證消波結構兼具防護與能量收集之成效。氣象署開放的波浪模式與觀測資料，將用於建立波浪能—飛輪儲能系統，進行發電量預測與儲能調度模擬，以評估在不同浪況下發電曲線之平滑化效果。未掌握的海域適地性完整資料與高解析度浪流變化模型，若能取得，將應用於大規模區域潛能評估及極端浪況下系統可靠度分析。同時，海岸工程與港灣維護資料可應用於岸堤共構設計，確保裝置與現有基礎建設協調。綜合應用既有與未取得資料，最終目標是建構一套兼具能源穩定、環境適應及經濟可行性的波浪能結合飛輪儲能方案。
(九)請說明提案預計實證及落地場域為何，如在中央或地方機關、產業或NPO/NGO等，如何導入公共服務運作？
本提案預計於南部沿岸地區進行實證，優先選擇具消波塊岸堤設施之港灣或漁港，如高雄、屏東沿岸港區，該場域既能提供基礎結構支撐，亦有利於與地方政府合作推動。系統將結合新型岸堤消波結構與波浪能—飛輪儲能裝置，進行長期實測，以驗證其在不同浪況下的發電效率及穩定性。中央層級方面，將與能源局、海洋委員會及中央氣象署合作，導入既有波浪與氣象資料，以提升系統預測與調度能力；地方政府則可協助提供港區設置與營運管理資源，並將系統納入區域再生能源推動策略。未來亦可與產業界合作，將所產生之電力供應沿岸公共設施與海岸照明等，減少市電依賴，並推動綠能示範應用。另可與 NPO/NGO 攜手，透過教育推廣與社區參與，提高漁村居民對海洋能的認知與支持。整體而言，實證場域將作為公共服務的延伸，不僅提升能源自主，更兼具海岸保護、環境永續與地方發展效益。
(十)請說明提案實作期程規劃 （入選後至決審期間）？
本提案預計於入選後至決審期間（約二個月）完成實作規劃，期程分為四階段進行：第一階段（第 1–2 週），進行系統設計與模擬驗證，包括聚波通道、水輪機及飛輪儲能模組之優化，並整合既有實測數據與氣象署開放資料，建立波浪能輸入參數。第二階段（第 3–4 週），完成縮尺水輪機與飛輪模組的組裝與初步測試，透過實驗水槽或岸堤模擬蒐集波浪能轉換數據，並同時開發以 Python 為核心的發電量預測與儲能調度程式。第三階段（第 5–6 週），進行系統整合與穩定性測試，驗證發電與儲能間之協調運作，並針對不同浪況下的充放電策略進行模擬與優化。第四階段（第 7–8 週），完成成果驗證與展示，包括能量轉換效率測試、碳效益與系統可靠性評估，同時準備決賽簡報與實體模型展示。整體期程規劃可確保在短期內完成從設計、測試到整合的完整研發流程，並於決審前展現系統效益與創新價值。

二、社會影響力

(一)請說明您的具體解決方案？
本團隊提出波浪能與飛輪儲能整合技術之具體解決方案為，旨在將傳統消波塊轉化為兼具防護、發電、儲能與低碳景觀的「岸堤式波浪能轉換器(Coastal Wave Energy Converter, CWEC)」。其核心包含三大關鍵技術：首先，利用聚波通道匯聚波浪並提高能量密度，通道結構採用由70%波特蘭水泥與30%生物炭組成的「負碳水泥」製成，大幅降低碳排量；其次，水輪式發電機利用波浪直接推動進行發電，免去傳統震盪水柱式的三次轉換，將發電轉換效率大幅提升至75%–85%；最後，導入飛輪儲能系統，透過全波整流充放電邏輯與模型預測控制，在波浪正半週儲能、負半週放電，平滑間歇性電壓，輸出穩定且符合電網規範。本架構具備多重效益，除提供實質綠電產值、大幅降低海岸建置碳排與侵蝕風險外，更兼顧了海岸景觀美化；最終，本系統將全力協助台灣達成 2030 年海洋能建置目標，深度回應淨零碳排與永續發展之核心需求。
(二)提案是否回應公民許願池 ?
否
(三)前題若選是，請點選回應之願望名稱
(四)請說明您認為本次提案內容可帶來的影響與效益？
本系統開發台灣沿岸豐富的波浪能資源，透過負碳聚波通道與倒掛式水輪機達成高效能轉換，並整合飛輪儲能技術降低波浪能間歇性擾動、平滑併網功率，顯著強化電網韌性與能源多樣性；在環境層面，在聚波通道上使用負碳水泥取代傳統建材使碳排大幅減少，經效益估算，單座 59.2 kW 機組之吸碳當量即達 15 座大安森林公園，全台海岸線佈建後更上看 2,687 座大安森林公園的固碳潛能；在社會與景觀層面，在確保防波減災的同時兼顧岸際景觀美化與夜間照明；在經濟層面，透過波浪能躉購費率計算及歐盟碳價，預估可創造 43.9 億元綠電產值與約 450 萬元碳減量收益，全面帶動國內海洋能供應鏈發展，是一項兼具前瞻綠能、環境減碳與海岸防災的淨零永續三贏方案。
(五)請說明本提案是否具備可複製性及擴散性？
本提案之波浪能與飛輪儲能整合系統，具備高度的可複製性與擴散性。首先，本系統結構設計簡單，主要由聚波通道、水輪機、發電機及飛輪儲能單元所組成，模組化程度高，便於依據不同海岸條件調整規模與配置，降低設計與施工門檻。其次，通道與消波塊結構採標準化設計，未來可於多數岸堤或港灣環境中直接複製部署，並透過負碳水泥進一步兼顧碳減排與海岸保護。再者，飛輪儲能系統可依需求進行容量擴充，具備靈活性，可廣泛應用於不同區域規模的再生能源整合。由於台灣沿岸海域多具相似波浪條件，本系統可作為示範案例，逐步推廣至全國各港灣、漁港及沿岸社區，並進一步複製至國際具相似條件的島嶼或沿海國家。此種模組化與標準化的特性，不僅可加速技術商業化與產業鏈形成，也能透過規模化應用降低成本，創造更大綠電與碳匯效益，具備長遠的擴散潛力。

三、創新性

(一)請說明本次提案內容跨領域合作或服務與技術之創新程度
本提案兼具跨領域合作與高度技術創新。跨領域面向上，本系統整合海洋工程、機械設計、電力電子與材料科學，透過消波塊結構改良結合波浪能收集技術，並導入飛輪儲能與控制策略，展現能源工程與海岸保護的協同效益；同時引入負碳水泥材料，結合環境永續與碳匯創能，顯示土木、材料與能源科技的跨界合作潛力。此外，系統亦可與地方政府、港灣管理單位及社區合作，發展兼顧發電、海岸保護與景觀美化的公共服務模式。 在技術創新方面，本團隊提出的「波浪能與飛輪儲能整合系統」已獲得中華民國專利號I907022，並已申請美國專利案號19/302,429，展現技術獨特性與國際化潛力。系統採用聚波通道提升能量密度，搭配倒掛式水輪機與模組化飛輪儲能，並導入模型預測控制與全波整流概念，使波浪能可轉換為全週期穩定輸出，解決波浪能間歇性問題。結構簡單、模組化潛力高，且具備低成本、低碳足跡與擴散性，是能源、環境與工程整合下的創新解決方案。
(二)請說明提案預計使用之工具或平台？
本提案在工具與平台的運用上，兼顧實體測試與數據分析兩大面向。首先，團隊已具備實際水輪機裝置，可於岸堤或水槽試驗中進行波浪能轉換效能測試，並蒐集第一手的發電輸出數據，以驗證系統設計的可行性與耐久性。其次，將充分應用政府開放資料，包含中央氣象署提供之臺灣海域波浪數值預報（浪高、週期、波向）及氣象觀測站天氣資訊，以補足實測數據範圍，形成大規模的浪況資料庫，提升系統設計與演算準確性。在數據分析與預測部分，預計使用 Python 作為主要平台，結合機器學習與時間序列模型進行波浪能發電量預測，並進一步導入儲能調度演算法，模擬飛輪儲能系統於不同浪況下的充放電策略，以平滑輸出功率、降低間歇性對電網的影響。透過實測與開放資料的整合，加上 Python 數據分析與最佳化模型，本系統能建立完整的「數據—預測—調度」鏈結，確保技術具備實證性與擴散潛力。
(三)是否有使用AI工具？
否
(四)前題若選是，請詳實說明提案階段使用 AI 工具之名稱、使用功能及目的與範圍

四、團隊輔導需求調查

(一)若入圍初選，期待主辦單位提供之協助？
協助確認應用場域可行性
(二)若入圍初選，是否需要算力平台或雲端協力業者資源？
否
(三)前題若選是，請說明需要何種算力平台（係指數位發展部數位產業署-數位產業跨域軟體基盤暨數位服務躍升計畫）或雲端協力業者（GCP或AWS或Azure或國網中心）之資源及預計應用內容

五、參考文獻或資料引用來源說明

(一)提案內容是否全為原創內容，或有部分引用相關資料來源？
否，有部分內容或資料來源引用其他參考文獻/網頁等。
(二)前題若選否，請說明本提案中所引用之資料來源及其應用環節，建議以條列方式簡述。
相關期刊

團隊成員

單位類型 姓名 單位與職稱 工作項目
學校 歐庭嘉 國立成功大學 智慧與永續製造學程 助理教授 技術/資源協助
學校 王躍德 國立成功大學 智慧與永續製造學程 研究生 技術/資源協助
學校 陳瑀彤 國立成功大學 智慧與永續製造學程 研究生 技術/資源協助
學校 羅昇宇 國立成功大學 智慧與永續製造學程 研究生 技術/資源協助

資料需求

無資料。