當今全球在能源的生產、運輸及使用上都趨於高效率及低碳，提升再生能源資源的有效運用，為當今潔淨能源迫切需要解決的問題，文章介紹再生能源與儲能的技術發展，期以促進能源資源相互替代與運用。

內文：
為改善環境汙染與碳排放急遽上升的問題，全球開發多種再生能源。太陽能及風能等再生能源雖具有取之不盡的優勢，然而其發電取決於光與風的密度，使得能源系統的穩定性受到考驗。為滿足用戶對於能源的需求，綜合能源系統的發展即是透過各種能源資源相互替代，並提高能源使用的效率，其中再生能源與儲能技術的發展更是扮演重要的角色，以下針對兩者技術發展作討論。

一、再生能源技術的發展
(一)風力發電
1.陸上風力發電技術(On-shore wind energy technology)
陸上風力發電為在風力資源相對豐富的陸上地區營運風力發電機組，屬風力發電中較成熟之技術。目前最大的風力發電機可達到6千瓩以上的發電能力，並朝以下趨勢發展：
(1)增加風力發電機的體積
(2)加強渦輪機捕捉風的能力
(3)提高風能轉換的效率
(4)增強發電機與環境的相容性

2.離岸風力發電技術(Off-shore wind energy technology)
離岸風力發電為透過在沿海地區或島嶼周圍建造並營運風力發電機。海上環境雖相對複雜，使得營運及維護成本較高，然而其發電能力較佳，是近年來風力發電重要的發展方向。

3.風力發電產生熱能技術(Technology for heat generated by wind energy)
風力發電產生熱能為透過將屬機械能的風能轉換為熱能的技術。以下為透過此方式產生熱能的三種技術：
(1)風力發電的電能產生熱能
此技術利用風力發電的電能通過螺旋線狀的加熱設備產生熱能，或透過磁化線圈將轉子和定子間產生的渦流轉換為熱能。

(2)風力發電機轉動時產生熱能
透過風力發電機轉動時產生渦流，並用渦流加熱液體以獲得熱能，此屬高效率的熱能。

(3)風力發電壓縮空氣產生熱能
透過風力發電機引導離心式壓縮機，進而將空氣進行壓縮以產生熱量。此種技術除了能壓縮空氣產生熱量外，亦將過程中儲存的機械能轉換為熱能。

(二)太陽能發電
1.集中式太陽能光伏發電技術(Centralized PV solar power technology)
集中式太陽能光伏發電為在日光集中區域設置光伏裝置形成集中式發電站，並透過電網連接以進行供電的技術。集中式光伏發電站除了總體積及面積較大外，需較多具穩定及靈活操作模式的專業人士駐紮進行維護及管理。此外，現今架設的發電站位置皆較偏遠，通常需要高壓傳輸系統運輸電力。

2.分佈式太陽能光伏發電技術(Distributed PV power technology)
分佈式太陽能光伏發電為在用戶所在地建造及運行光伏發電設備，例如住家屋頂，主要供用戶端使用，少數功率的電力才傳遞到電網中。與集中式光伏發電技術相比，其安裝位置更具靈活性。

3.聚光太陽能熱發電技術(Concentrating solar power technology, CSP technology)
聚光太陽能熱發電為使用冷凝器將太陽能由低密度轉化為高密度，通過傳熱管轉化為熱能，並透過熱循環轉化為電能的技術。主要的聚光型太陽能技術包含拋物線槽式聚光太陽能熱發電技術(parabolic trough CSP technology)、塔式聚光太陽能熱發電技術(central tower CSP technology)及拋物線碟式聚光太陽能熱發電技術(parabolic dish CSP technology)。

4.直接太陽能熱發電技術(Direct heat-using solar energy technology)
直接太陽能熱發電技術透過集熱板及加熱凸塊將太陽能直接轉化為熱能。常見的直接太陽能熱發電技術包含太陽能熱水器、太陽能熱泵(solar heat pump)及太陽能集熱器。

(三)水力發電
水力發電技術是位於高處的河流或水庫的水透過水位落差，利用水的勢能推動水輪機，並帶動發電機發電的技術，簡單來說是利用水位的落差帶動發電機發電。由於其發電量會隨著水的流量與季節的變化有所不同，因此發電站發電的調度與安排是相當重要的。

(四)生物質能發電
1.生物質顆粒成型技術(Biomass pellet forming technology)
生物質顆粒成型技術透過將稻草、稻穀及玉米芯等生物質原料加工成微小顆粒，與煤炭混合放入粉碎機中，並放入熔爐中進行發電。

2.獨立燃燒技術(Independent breaking burning technology)
獨立燃燒技術透過將生物質顆粒放入專門的燃燒室，並與煤在熔爐系統中混合及進行發電。

3.生物質氣化技術(Biomass gasification technology)
生物質氣化技術為將固態生物質轉化為氣體燃料，透過淨化系統將氣體燃料中的焦炭及焦油等雜質去除，並利用燃氣渦輪機或內燃機進行發電的技術。

二、儲能技術的發展
(一)超級電容器(Supercapacitor)
根據電化學中雙層理論原理開發，兩個充電層之間僅間隔極小距離，又可稱為雙層電容器。其採用特殊的電極結構使電極的表面積增加數萬倍，進而產生巨大的電容量。常用於能源儲存，例如太陽能系統及電動汽車。

(二)飛輪儲能(Flywheel energy storage)
飛輪儲能透過電動機驅動飛輪以極高的速度旋轉，並將飛輪產生的動能轉化為電能形式儲存。常用於工業及不間斷電源系統(Uninterruptible Power System, UPS)中配電系統運行的頻率調節器。

(三)超導磁能儲存(Superconducting magnetic energy storage)
超導磁能儲存為透過零電阻的超導磁體形成超導圈以產生電感，從而產生充電後線圈周圍的磁場，將電能以磁能的形式保存在系統中，儲存的能量亦可透過逆變器傳輸回電網中。該技術具高功率密度，然而其儲存能量有限，且存在安全性及可靠性上的問題。

(四)抽水蓄能技術(Pumped storage technology)
抽水蓄能技術為在電網處低負荷的期間，利用電力將水由下方蓄水池抽至上方，再儲存將水由上方釋放至蓄水池發電的電力，為一種將電網電力重新分配的技術。此項技術為電網帶來彈性及可靠性，主要常運用在能源管理及系統備用電源上。

(五)儲能電池(Energy storage battery)
儲能電池為電能儲存的重要方式，其可根據不同需求作彈性的配置，且不受區域上的限制。現今常見的儲能電池為鋰電池(Lithium battery)、鉛酸電池(Lead-acid battery)及鈉硫電池(Sodium-sulfur battery)。