01
一滴水發N次電 扮演「關鍵少數」的抽蓄水力
當你漫步在日月潭畔，或許會看見湖中九隻可愛的青蛙雕像，隨著水位高低時隱時現。而你知道嗎，讓這些青蛙隱身或現蹤的水位起伏，其實是源自於抽蓄水力發電所產生的「潮汐」現象。日月潭得天獨厚的地理環境，使得這裡成為發展抽蓄水力的理想地點，所謂的抽蓄水力與常見的水力發電有什麼不同呢？讓我們走訪台電公司（以下簡稱台電）的大觀發電廠，一探究竟吧！
抽蓄水力的抽放水會產生猶如潮汐般的水位變化，讓日月潭的九蛙疊像時隱時現。（圖片取自台電月刊725期）
02
九蛙現身表示缺水？日月潭九蛙設置緣起
每當台灣久旱不雨時，「日月潭九蛙」經常被視為水情指標而備受矚目，不過，九蛙現身跟日月潭水位高低其實並沒有太大的關係，當九隻青蛙全數露出水面時，日月潭的儲水量仍高達八成。事實上，九蛙本身並非為了探查水情而生，最初是南投縣政府風景區管理所為了促進日月潭的觀光，邀請環境工程廠商青境公司設計水蛙頭自然步道，景觀設計師呂兆良先生遂結合當地「水蛙頭」地名意象，規劃於步道終點設置九蛙銅像，並由魚池鄉藝術家沈政瑩先生塑像，打造將近3.5公尺高的九蛙疊像。 「遊客來到日月潭，都喜歡在九蛙處拍照，因為每天的水位都會受到台電發電調度規劃而有高低之別。於是，大家會分享彼此的照片，比較其中的異同。這也使得九蛙疊像不同於一般的藝術品，而引起大眾的討論，跟現場真正產生連結。」大觀電廠副廠長洪文龍笑道，九蛙疊像設計巧妙地結合了青蛙、抽蓄水力這兩個日月潭的在地特色，每當電廠進行抽水或放水時，便會引起有如潮汐般的水位變化，進而與九蛙形成互動。
大觀電廠副廠長洪文龍。
03
水力發電面面觀 慣常、抽蓄大不同
那麼什麼是抽蓄水力呢？抽蓄水力與其他水力發電方式有何不同呢？ 水力發電是利用水由高處流至低處所產生的高低差，將位能轉換成動能，並在水流衝擊下帶動水輪機運轉，從而發出電力。水力發電依據運轉型態，可以分成兩種：慣常水力和抽蓄水力。
大觀電廠一廠採用慣常式水力發電，二戰後由時任台電機電處處長孫運璿於1946年帶領同仁完成修復並恢復供電。
慣常水力是利用河川天然的流量，或是經由人工調整流量來發電，它有三種型式：一是水庫式，從字面上來看，水庫式發電會「蓄水」，將溪河的水蓄積於湖泊或水庫中，再經由人工調節來發電。二是川流式，川流式沒有水庫蓄水，全憑河川的天然流量發電。最後是調整池式，這種作法介於水庫式和川流式之間，利用調整池人工調節河川流量，以利發電。
大觀電廠一廠的引水壓力鋼管與橫軸佩爾頓式水輪機機組，共有5部機組。
大觀電廠一廠的引水壓力鋼管與橫軸佩爾頓式水輪機機組，共有5部機組。
大觀電廠一廠水輪機模型清楚地呈現機組構造，藉由水流衝擊水輪機水斗，進而帶動發電機轉軸產生電力。
大觀電廠一廠水輪機模型清楚地呈現機組構造，藉由水流衝擊水輪機水斗，進而帶動發電機轉軸產生電力。
如果說慣常式水力發電中，每一滴水都宛如單程旅客，參與發電之後便繼續朝著河流下游前進，那麼對於抽蓄水力而言，水資源就好比在兩地之間通勤往返的乘客了。 洪文龍說明，抽蓄水力設有「上池」與「下池」，例如台電於1985年正式啟用的大觀電廠二廠，即是利用日月潭作為上池，並在低處興建明湖水庫作為下池，當需要電力時，便將水從上池流至下池進行發電，而到了用電離峰時段，再利用馬達將水從下池抽回上池以供再次發電，除了循環利用水資源，也使日月潭成為一個超大型天然儲能電池。
大觀電廠二廠為啟用於1985年的抽蓄水力電廠，共有4部豎軸法蘭西斯式水輪機組。
04
抽蓄水力——臺灣電力的葉克膜
日月潭抽蓄水力的歷史可以回溯至1985年。時值臺灣經濟起飛的年代，台電興建了許多火力與核能電廠，以滿足國內快速成長的用電需求。雖然燃煤與核能發電機組能夠穩定出力，然而起降載效率不佳，當用電負載發生變化時，難以即時反應電力需求的陡升或陡降，一旦供需失去平衡，就會導致電力頻率出現起伏。因此，電力系統需要搭配多元的調度策略，以根據供需情境靈活供電，而抽蓄水力正是其中一種調度方式，透過放水支援發電或運用過剩電力抽水儲能，是維持穩定供電的關鍵少數。
機組頂部燈亮時，代表該機組正在運作中。
洪文龍說明，抽蓄水力設有「上池」與「下池」，例如台電於1985年正式啟用的大觀電廠二廠，即是利用日月潭作為上池，並在低處興建明湖水庫作為下池，當需要電力時，便將水從上池流至下池進行發電，而到了用電離峰時段，再利用馬達將水從下池抽回上池以供再次發電，除了循環利用水資源，也使日月潭成為一個超大型天然儲能電池。
機組頂端擺著「機組乖乖」，祈求設備順暢運作。
抽蓄水力擁有傲人的升降載效率、儲能作用以及零碳優勢，使其成為能源轉型的重要助力，尤其臺灣正如火如荼地發展風、光等再生能源，因應太陽光電日落而息的間歇性，抽蓄水力已是太陽下山後的夜尖峰的重要電力來源。
運作中的抽蓄水力機組轉軸。
洪文龍比喻，抽蓄水力就像臺灣電力系統的葉克膜，在如同呼吸韻律一般的抽放水之間，為電力系統的強韌穩健做出貢獻。他說道：「配合太陽光電的發展，我們現在抽、放水的頻率是『二抽二發』。第一次抽水在中午，那時太陽光電能產生最多的能量，於是藉由把水抽回上池來儲存過剩電能。太陽下山時，則放水參與發電，以確保傍晚夜尖峰的供電穩定性。此時抽蓄電廠的水都集中在下池，我們會在用電離峰的深夜時段，再次將水抽回上池，以供隔日清晨或上午發電，形成二抽二發的日夜循環。」
大觀電廠抽蓄水力機組壓力鋼管，水資源的抽放皆透過同一管線輸送，此外還有進水閥，刻度位於0的時後即完全關閉、90則為完全開啟。
大觀電廠抽蓄水力機組壓力鋼管，水資源的抽放皆透過同一管線輸送，此外還有進水閥，刻度位於0的時後即完全關閉、90則為完全開啟。
05
能源與環境並存共榮
臺灣的高山眾多、河流高低落差顯著，絕佳的地理條件讓水力發電成為一個世紀以前，臺灣最早發展的發電技術。洪文龍強調：「水力發電不會消耗水資源，發電後的尾水仍然可以提供下游的用水需求，可讓水資源效益最大化；另一方面，如果你去到任何一個水力電廠，你會發現台電非常積極落實週邊環境與生態維護，不論是水土保持、景觀維護、生物棲地保護或復育。畢竟水力發電的本質是環保而永續的再生能源，所以我們當然希望水資源以及環境生態都能生生不息。」 秉持著這份永續理念，洪文龍認為人們與環境應該是能夠共存共榮的，許多產業過去一味地追求經濟效益，卻將環境成本留給大自然承擔，輕忽氣候變遷的影響其實與每個人都切身相關。所幸隨著環境意識抬頭，人們還有望透過實際行動做出改變，台電積極落實包含發展再生能源在內的各項減碳措施，正是希望在妥善履行穩定供電的使命之餘，為整體環境的永續發展貢獻一己之力。