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台灣西部海岸風能初步評估
徐泊樺 1 顏志偉 2 胡哲魁 1 馬名軍 1 1工業技術研究院能源暨環境研究所副研究員
2工業技術研究院能源暨環境研究所副組長暨研究員
摘要
目前國內所建立的風能網格點為十公里網格之中尺度風能，本研究針對台灣西部海岸至內
陸 15 公里的範圍內，建立小尺度區域（2.5km*2.5km）的風能。分析方法以中尺度格點
(10km*10km)之風速風向資料為基礎，輸入地形與地表粗糙度等相關資訊，並以風能評估軟體
WAsP進行分析運算，獲得小區域格點 50公尺高處之年平均風速與風向資料。結果顯示，整個
區域的平均風速約在 1.57m/s～33.57m/s的範圍內。平均風速與風能較高地區主要分布在台中以
北以及屏東地區，這些地區之地形皆較中南部為高，顯示地形效應對於風速、風能有一定程度
之影響。台灣地區主要盛行東北季風，北部地區主要風向為東北方向，自桃園往南，主要風向
漸轉為北風，乃是肇因於中央山脈地形擋隔，使東北風須繞道而行，故整個台灣西部變成以北
風為主，相對地也造成風速的減弱。到了屏東地區，由於中央山脈在此高度斗降至約海拔 1000
公尺以下，東北風可翻越此高度，而使得恆春半島地區主要風向來自東北，因無高山阻隔，相
對風速也略高。
The Assessment of Wind Energy in Western Taiwan Coast
Buo-Hua Hsu Chih-Wei Yen Jhe-Kuei Hu Ming-Jiun Maa
ABSTRACT
To provide more accurate wind power potential, this research
aims to set up the small- scale (2.5km*2.5km) wind speed grid in
Western Taiwan coast. The topography and surface characteristics
are all taken into consideration, as did the wind speed analysed by
the medium-scale atmospheric numerical model, MM5. All these data
are calculated by WAsP. The result shows that the average wind
speed is highest in Pingtong county, which is 9.8m/s. The wind
speed is higher in north Taiwan (5~8m/s) than in south Taiwan
(2.5~6.7m/s). The wind energy potential distribution is related to
the topography and the wind direction. The higher the terrain, the
bigger the average wind speed. The main wind diretion in Taiwan is
from north-east, but the wind to the middle and south area in west
Taiwan is obstructed by the Central Range andis diverted to a north
direction, which implies that the wind speed is weakend because of
the obstruction. The height of the Central Range in Pingtong county
is lower, down to 1000m or less, so that the northeasterly wind can
overstride the mountain. For this reason, the average wind in the
Pingtong county is relatively high.
一、前言
因應目前政府積極推動再生能源發展之政
策，風能之利用與開發為其中重要之方向。風能之
開發利用需建立於精確之風能分析，台灣目前所建
立之風能網格點為十公里網格之中尺度風能，若欲
針對預定場址進行實際風能與產能之評估，則精細
度不足，在考慮細部場址風場效應與風能產值時，
第 28屆海洋工程研討會論文集 國立中山大學 2006 年 11月 Proceedings of the 28th Ocean
Engineering Conference in Taiwan National Sun Yat-Sen University,
November 2006
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無法作準確的估算，亦會導致後續的經濟效益分析
失準。由此緣故，本研究針對台灣西部海岸至內陸
15公里的範圍內，建立小尺度區域（2.5km*2.5km）
的風能，以提供風力開發場址初步選祉作業之依據。
二、分析方法
本工作針對台灣西部海岸 15 公里以內之區
域，以 WAsP 軟體進行小尺度（2.5km*2.5km）之
風能評估。總區域面積約為 7.845 平方公里，共有
1234個格點。分析方法與流程如下：
2.1建立數值地形圖 地形效應對於風速的影響極為可觀，在山峰等
高點風速會增加，在山谷等低點風速會減低。故由
中尺度風速推算小尺度風速時，必須考慮地形效
應，因而需製作同中尺度大小（10 km*10 km）之
數值地形圖，並使具有風速、風向資料之中尺度格
點位於地形圖之中央，地形圖之精確度為 40公尺。
2.2建立粗糙度檔案 地上物的性質對風速與風向具有一定程度之
影響，如房子與草地兩者對於風的影響即不同，此
稱之為地表之粗糙度。地表之粗糙度會影響風的邊
界層與亂流程度，改變風速剖面。
粗糙度以 Z0表示，本工作參考國外之準則，訂
定各種地上物之粗糙度值，如表 1所示。值越高代
表對於風速的影響越大。本研究採用 92 年之衛星影
像進行地上物之判識(圖 1)，進而製作各區域之粗糙
度檔案。
表 1地面特性與粗糙度對照表
粗糙度值
Z0(m) 地面特性 等級
1.0 城市 8 0.8 樹林 7 0.5 郊區 6 0.2 矮林、蔗園、果園 5 0.03 農田、農場、草地 4
0.005 平坦地、沼澤 3 0.0003 鹽田 2 0.0001 水 1
25 50(kilometers
0
粗糙度圖例
1 (185)2 (11)3 (23)4 (319)5 (190)6 (560)7 (51)8 (116)
25 50(kilometers
0
粗糙度圖例
1 (185)2 (11)3 (23)4 (319)5 (190)6 (560)7 (51)8 (116)
圖 1 全區粗糙度分布圖（數值參照表 1）
2.3建立WAsP檔案 將數值地形圖檔與粗糙度檔案結合成地理特
性資料，作為WAsP計算風能之底圖。並將中尺度
格點之測站風力資料經由 WAsP 之 Turbine Editor
轉換為 12 方位之風力統計資料。依據小尺度格點
(2.5km*2.5km)位置計算每一格點於距地面 50 公尺
高度處之平均風速與風花圖。小尺度格點與中尺度
格點的相關位置如圖 2。
015015015015015015015015015
01415 01416
01411 01412
01407 01408
01403 01404
01513 01514 01515 01516
01509 01510 01511 01512
01505 01506 01507 01508
01501 01502 01503 01504
00713 00714 00715 00716
016
016
016
016
00
00
圖 2 中尺度格點與小尺度格點相關位置圖
（紅十字：中尺度格點；藍色點：小尺度格點）
2.4計算風能
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由 WAsP 軟體所計算出的為各點位之平均風
速，再利用下列公式，換算各點位之風能。
P=0.5(ρAV3) (1) 其中，P 為風能(watts)，ρ為大氣密度（約為
1.225kg/m3），A為垂直風向之面積(m2)，V為風速
(m/s)。本工作計算之風能為單位面積之風能，故 A
值設定為 1。
三、結果與討論
3.1 全區平均風速分布與風能趨勢 台灣西部海岸至內陸 15 公里範圍內，共可劃
分 1234 個 2.5km*2.5km 之風能網格點，每個網格
點經由上述方法分析可得到推估之平均風速與風
向。圖 3為台灣西部海岸至內陸 15公里範圍內之平
均風速等值圖。整個區域的平均風速約在 1.57m/s
～33.57m/s的範圍內。根據圖 3可將全區劃分為數
個風能區，個別討論。
圖 3 台灣西部海岸至內陸 15公里區域之平均風速等值圖（色標單位：m/s）
3.1.1 大台北地區 大台北地區之平均風速與風能僅次於屏東
縣，平均風速為 6.97m/s，最高平均風速可達
11.7m/s，位於台北市北投區（圖 4）。
圖 4 大台北地區平均風速分布圖（單位：m/s）
3.1.2 桃竹苗台中地區 桃竹苗與台中地區之平均風速主要落在 5～
8m/s 之間，平均風能為 167.28 watts，最高風能為
312 watts，由海岸向內陸遞減（圖 5）。
圖 5 桃竹苗台中地區平均風速分布圖（單位：m/s）
3.1.3 中南部地區 中南部地區包括彰化、雲林、嘉義、台南、高
雄等地，為全區平均風速最低之一區，平均風速範
圍落在 2.59-6.777m/s 之間，平均風速為 4.19m/s，
平均風能為 48.03watts（圖 6）。
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圖 6 中南部地區平均風速分布圖（單位：m/s）
3.1.4 屏東地區 此區為平均風速與風能最高區。整區平均風速
約為 9.8m/s。其中，本縣獅子鄉的平均風能為全區
最高，主要在靠近台東之山區，最高平均風速為
33.57m/s（圖 7）。
圖 7 屏東地區平均風速分布圖（單位：m/s）
3.2 影響風能之因子探討
3.2.1 地形效應 圖 3、圖 7 顯示，平均風速與風能較高地區主
要分布在台中以北以及屏東地區，這些地區之地形
皆較中南部地區為高，顯示地形效應對於風速、風
能有一定程度之影響。然而地形卻非獨一之影響因
子，圖 8中高程與風速之關係雖在大趨勢上成一正
比關係，但卻非完美的線性關係，顯示風能亦受其
他因子之影響。
-200.0
0.0
200.0
400.0
600.0
800.0
1000.0
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00
平均風速(m/s)
高程(m)
大台北地區 桃竹苗台中地區
-100.0
0.0
100.0
200.0
300.0
400.0
500.0
600.0
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00
風速(m/s)
高程(m)
-50.0
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00
風速(m/s)
高程(m)
中南部地區
-200.0
0.0
200.0
400.0
600.0
800.0
1000.0
1200.0
0.00 10.00 20.00 30.00 40.00
風速(m/s)
高程(m)
屏東地區
平均風速與地形相關度
圖 8 計畫區內風速與高程之關係
3.2.2 風向 圖 9中顯示，風向在北部地區主要以北偏東六
十度為主，至苗栗地區轉為北偏東三十度，中南部
地區，自彰化至高雄，風向均以北風為主，至屏東
地區又轉為北偏東六十度。整體而言，風能較高地
區的風向均以北偏東六十度為主，風能較差的中南
部地區則以北風為主。
台灣地區主要盛行東北季風，北部地區之風花
圖顯示主要風向為東北方向，台灣西部自桃園往
南，主要風向漸轉為北風，乃是肇因於中央山脈地
形擋隔，使東北風須繞道而行，故整個台灣西部變
成以北風為主，相對地也造成風速的減弱。到了屏
東地區，由於中央山脈在此高度斗降至約海拔 1000
公尺以下，東北風可翻越此高度，而使得恆春半島
地區主要風向來自東北，因無高山阻隔，相對風速
也略高。
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25 50
(kilometers
0
666666666777777777
555555555 555555555999999999555555555 777777777
666666666777777777
666666666 666666666666666666777777777 666666666777777777
555555555555555555777777777
555555555666666666
555555555
555555555
666666666
444444444 444444444
555555555
555555555111111111
444444444444444444
555555555
444444444555555555
666666666444444444
333333333
333333333 444444444
444444444 666666666 777777777666666666555555555
272727272727272727161616161616161616 777777777
888888888111111111111111111
555555555777777777
444444444
777777777
地形圖例 (m)
92811729
80
25 50
(kilometers
0
666666666777777777
555555555 555555555999999999555555555 777777777
666666666777777777
666666666 666666666666666666777777777 666666666777777777
555555555555555555777777777
555555555666666666
555555555
555555555
666666666
444444444 444444444
555555555
555555555111111111
444444444444444444
555555555
444444444555555555
666666666444444444
333333333
333333333 444444444
444444444 666666666 777777777666666666555555555
272727272727272727161616161616161616 777777777
888888888111111111111111111
555555555777777777
444444444
777777777
地形圖例 (m)
92811729
80
25 50
(kilometers
0
666666666777777777
555555555 555555555999999999555555555 777777777
666666666777777777
666666666 666666666666666666777777777 666666666777777777
555555555555555555777777777
555555555666666666
555555555
555555555
666666666
444444444 444444444
555555555
555555555111111111
444444444444444444
555555555
444444444555555555
666666666444444444
333333333
333333333 444444444
444444444 666666666 777777777666666666555555555
272727272727272727161616161616161616 777777777
888888888111111111111111111
555555555777777777
444444444
777777777
地形圖例 (m)
92811729
80
25 50
(kilometers
0
666666666777777777
555555555 555555555999999999555555555 777777777
666666666777777777
666666666 666666666666666666777777777 666666666777777777
555555555555555555777777777
555555555666666666
555555555
555555555
666666666
444444444 444444444
555555555
555555555111111111
444444444444444444
555555555
444444444555555555
666666666444444444
333333333
333333333 444444444
444444444 666666666 777777777666666666555555555
272727272727272727161616161616161616 777777777
888888888111111111111111111
555555555777777777
444444444
777777777
地形圖例 (m)
92811729
80
圖 9 台灣西部海岸至內陸 15公里範圍內平均風速等值圖與各區風花圖
四、結論
本研究主要以中尺度(10km * 10km)MM5大氣
模式模擬 1996至 2000 年之風速分布為基礎,加入區
域之地形以及地上物特性之因子,模擬出台灣西部
海岸地區之小尺度(2.5km * 2.5km)風速特性。
結果顯示，整個區域的平均風速約在 1.57m/s
～33.57m/s 的範圍內。平均風速以屏東地區最高,
達 9.8m/s; 大台北地區次之, 平均風速為 6.97m/s;
桃竹苗台中地區再次之, 平均風速在 5～8m/s之間,
風速由海岸向內陸遞減; 中南部地區風能最差, 平
均風速僅達在 2.59-6.777m/s 之間，平均風速為
4.19m/s, 並由海岸向內陸遞減。
整體而言，平均風速與風能較高地區主要分布
在台中以北以及屏東地區，這些地區之地形皆較中
南部為高，顯示地形效應對於風速、風能有一定程
度之影響。
此外,由於受到中央山脈的阻擋,台灣地區盛行
之東北季風自台中以南全改為北風盛行,也是此區
域風速較低的原因之一。
本研究分析所得之各格點風速資料普遍較中
尺度 MM5 大氣模式模擬後再內插得出之風速資料
略高,其原因應在於本研究加入地形與地上物特性
等因子。
本資料仍需進一步與實測資料作對比,了解兩
者之差異,以檢討本分析方式之可靠性。
謝誌
本論文係經濟部能源局研究計畫「風能示範推
廣」（編號 93-D0103）之研究成果，承蒙中央大學
曾仁佑教授協助中尺度 MM5 大氣模式計算之風速
資料，使本研究得以順利完成，謹致謝忱。
參考文獻
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論文集，第 35-41頁。
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