2025年7月初,丹娜絲挾帶驚人風勢與豪雨侵襲台灣,尤其重創中南部沿海地區。災後畫面令人震撼:原本穩固地佇立在水域或濱海堤岸的太陽能板支架,宛如骨牌般整排傾倒,玻璃破碎四濺,鋼構支撐變形扭曲,局部甚至被整片掀飛。多個案場因此癱瘓,造成發電損失,並產生龐大清理與重建成本。
身為工程領域的一員,我的心情不僅是惋惜,而是一種深層的反思。這些再生能源設施,是我們為減碳目標努力的重要象徵;然而在一次颱風中潰不成陣,這不禁讓人追問:「我們究竟哪裡出了問題?再生能源的根基,是否穩固?」
這場天災如同一面鏡子,照映出台灣綠能政策在極端氣候下的脆弱真相。我們過去對「再生能源一定是未來答案」的信仰,是否已過於理想化?在氣候變遷成為常態的今日,我們的設計標準、施工邏輯、法規制度,是否早該與自然環境的變異同步升級?
本文將從工程角度切入,探討沿海太陽能系統為何面對颱風時如此不堪一擊,並提出具體可行的結構設計與產業發展方案。同時思考,這場災害是否也能轉化為推動台灣綠能產業再升級的契機。
結構設計與現場實務的斷裂
第一個問題是設計風載標準過低,無法應對極端氣候。目前台灣太陽能產業普遍依循IEC 61215或台灣CNS等標準,模組多以2400 Pa靜態風載進行測試,折算風速約為34至38公尺/秒,頂多等同中度颱風等級。但根據中央氣象署資料,丹娜絲颱風在嘉義、台南沿海區域,曾出現瞬間風速超過50公尺/秒,等同超強颱風直撲。
簡言之,目前太陽能模組的設計底線,遠遠低於極端氣候的上限。值得注意的是,多數設計這些標準的國家並無台灣此等颱風頻率與強度,標準本就非為「高風壓島嶼」所設。在氣候災害日趨頻繁的背景下,若我們仍依照國際標準設計,恐怕將步上一次又一次災後重建的循環。
其次,這些光電設施的支架與基礎也未針對地形加強。以沿海、魚塭型太陽能為例,支架常採用輕鋼構、鋁合金等材料,而基礎結構多仰賴簡易錨樁、水泥塊或浮筒等設施。在降低成本與加快施工進度的壓力下,許多案場忽略了風壓集中效應與風斜吹所造成的升力與剪力,支架形同在狂風下裸奔。
此外,許多案場位於開闊空間或水域,風勢毫無阻擋地貫穿模組區,若再加上海浪拍打、水土鬆動,整體穩定性雪上加霜。更別提有些案場為追日系統,活動式結構在風中反而成為破壞起點。
面對挑戰,台灣可以這樣做
台灣應該要制訂屬於我們的太陽能設計規範。我們可參考日本地震分區制度,制定屬於台灣的「風壓等級分區圖」,根據地理位置區分不同耐風強度,並另行制訂一套針對極端氣候地區的「高耐風型模組設計標準」,要求模組商與結構商提供風洞實驗、全尺寸模擬斷裂測試等驗證數據,而非僅以靜態數值應付。這類高規格設計雖成本較高,但可有效提升整體系統生命週期回報率(LCOE),更能減少災後損失與重工。
針對中大型案場,應強制納入CFD(Computational Fluid Dynamics)模擬,分析不同風向與風速下模組區的氣流行為與結構受力,判斷是否出現風壓堆積或渦流集中。此外,可結合結構工程中的「非線性動力分析」技術,模擬支架結構在瞬間強風時的應變行為,以提早偵測薄弱點。
另一方面,也可建立智慧感測與主動防災系統。透過物聯網(IoT)技術,在案場安裝風速、傾角、結構應變感測器,並與中央監控系統連線。當颱風來襲時,可即時分析風場行為,並自動進行模組收合或角度調整,避免支架硬撐崩壞。部分國外案例亦已開發「主動式太陽能折疊系統」,類似於傘具或葉片的收納機制,風速過高時系統自動轉為水平姿態,以減少受力面積。
而目前大多數模組為玻璃鋁框構造,易碎、笨重。未來可推動使用柔性材料(如PET、ETFE)、高分子複合材料、非玻璃陶瓷封裝等耐衝擊材質。此類模組可在風壓衝擊時具備更高韌性,碎裂時不會造成大面積危險飛濺,也可減輕支架負擔。
此外,多數地方政府在太陽能案場的審查上人力與技術薄弱,導致設計落實程度不一。建議中央與地方共構「地方能源工程服務平台」,由結構技師、電機工程師、材料顧問組成,負責審查案場設計書圖、施工監督與驗收。透過在地人才培育能提升案場品質,也創造穩定工程就業。
遇到颱風的光電系統,是危機也是轉機
這次事件固然帶來損失,但也提供了一次重新盤點綠能體系缺口的機會。若政府與產業界能正視此警訊,不僅能重建更堅固的系統,亦可衍生出以下新興產業鏈:
高韌性太陽能支架製造業:發展具可變形性、吸震性能的結構材料與組裝方式,結合鋼構、碳纖複材等製造技術,未來可外銷至同樣受颱風、強風影響的東南亞與南亞國家,打開「耐災型太陽能系統」出口市場。
智慧風控與能源監測產業:整合IoT、AI、大數據與風場模擬系統,打造「太陽能智慧案場平台」,即時監測風速、結構位移、電流異常,並能提前啟動防災模式。這類平台不僅適用於台灣,也可服務歐亞新興綠能市場。
綠能保險與共擔金融系統:推動結合保險公司、電力企業與地方政府的「再生能源災損共擔機制」,由保險制度促使案場施作更為謹慎,同時提供災後快速理賠與重建基金,穩定能源供應與投資信心。
太陽能回收再利用系統:此次碎裂模組數以萬計,亦暴露出台灣尚未成熟的「太陽能廢棄模組回收體系」。模組中含有貴金屬、玻璃與矽晶材料,若能建立分離回收工廠,不僅減少污染,也能回收資源、創造就業。
台灣是一座與颱風共處的島嶼。自古以來,風雨便是我們生活的一部分。四面環海、地處颱風路徑要衝,讓我們習慣了每年面對自然的試煉。然而,氣候變遷加劇了這樣的挑戰,過往「偶發性災害」逐漸轉變為「常態性威脅」,而我們所倚賴的基礎建設與能源設施,也因此被迫接受前所未有的壓力測試。我們無法阻擋氣候的變化,但我們可以選擇如何面對這一切,是原地踏步,還是勇於迎擊未來!
這場颱風摧毀的不只是數不盡的太陽能板,它更摧毀了我們對「過去設計標準足以應付未來」的迷思。工程不應是一次完成的答案,而是一場不斷驗證與修正的過程。工程師的責任不僅在圖面上畫出結構,更在於走進環境中,理解風怎麼吹、水怎麼流,並以實踐與數據回應自然的挑戰。唯有如此,我們才能讓科技真正成為與自然共生的橋梁。
太陽能板不會只是貼在牆上的「淨零口號」或政策績效的象徵,它更應是一種承諾:對環境負責、對安全把關、對未來世代有所交代的能源基石。它應該是在風暴來臨時依然堅持站立的系統,在陽光普照時穩定供電的支柱。在一次次風災洗禮後,若我們仍能從廢墟中提煉經驗、從錯誤中重構設計邏輯,那麼我們不僅是在修復損壞的結構,更是在重建整個綠能體系的信任與韌性。
這場災難,或許帶來失落與痛楚,但如果我們選擇不迴避、不推卸,而是直視問題、全面改革,那麼它將不只是過去的傷痕,而是未來轉型的起點,一個讓我們重新定義能源與工程意義的轉捩點。讓我們不只「捕捉太陽」,更要學會「保住太陽」,這不只是技術上的挑戰,更是面對自然、守護家園的道德與社會責任。這,就是台灣工程人的時代課題、挑戰與使命。