議題背景：

近期台南烏山頭水庫受南部枯水期影響，庫底大片裸露，原本應浮在水面的光電浮台，部分已坐底插泥，出現支架傾斜、浮體變形、管線裸露曝曬等情形。外界擔心光電浮台結構變形與模組破損，可能導致重金屬溶出、污染水源、以及拆卸與重新蓄水後對供水水質的長期影響。能源署則表示業者已啟動旱季應變，包括預防性拆卸、斷電隔離與加強巡檢，並強調材料無毒、目前無污染事證。

為使大眾更加理解光電浮台坐底後結構是否受損、破損後物質是否溶出與超標、坐底後應經過哪些檢查，以及目前淨水場能將重金屬去除到什麼程度，台灣科技媒體中心邀請土木與水利工程領域的專家提供觀點。

專家怎麼說？
【傅仲麟】【郭玉樹】

 

2026年06月05日
淡江大學土木工程學系兼任助理教授 傅仲麟

Q1：水面型光電的浮體與錨碇系統在水庫裡，結構極限與安全係數通常是怎麼設定的？

水面型光電的受力，也就是承受的力量，包括風力、浪、水流等造成的力量。對水庫案場，通常會以50年左右才可能發生一次的極端風浪條件作為主要設計條件。水面型光電設計應包括風、浪、流及水位變化造成浮力的組合，據此嚴格計算、模擬和檢查水面型光電各個部件，包含浮體本體、光電板、連接件、錨碇與繫纜等元件的材料強度。

一般來說，安全係數大約是在2.0左右[1]，也就是預期需要的2倍左右，但實際上，各部份的元件在考量各種受力情境及型態時，都有更細部及複雜的安全係數考量方式。

 

2026年06月05日

國立成功大學水利及海洋工程系教授 郭玉樹

Q1：水面型光電的浮體與錨碇系統在水庫裡，結構極限與安全係數通常是怎麼設定的？當水位低到讓浮台坐底時，在設計或維運上又該如何因應調整？在坐底的情況下，浮台、支架或管線比較可能出現哪些損壞？

計算環境負載時，浮動式太陽能系統主要考量風、波浪及水流等外力作用設計結構。近年國際上多參考挪威船級社（DNV）及日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）等的相關技術指引，對浮體、支架、連接件及繫泊系統採用極限狀態設計（Limit State Design），並依構件重要性及失效後果設定適當之安全裕度。整體設計通常以系統中較為關鍵或較弱之構件作為控制條件，並藉適當的安全係數取得安全的使用上限。以繫泊系統為例，設計上通常要求其破壞斷裂之強度相對於最大設計工作載重具有足夠裕度，工程實務上常選用為2至3倍以上之安全係數，以確保在極端環境載重下仍具備安全裕度。

浮動式太陽能設計除考量風、波浪及水流等環境外力所產生之載重外，亦須評估水位變化對結構安全性之影響。當實際水位條件仍介於設計最高水位與設計最低操作水位範圍內時，系統原則上應可隨水位變動維持正常浮態運作並持續發電。當水位下降至接近或低於設計最低操作水位時，可能出現坐底等情況。此時結構行為是否受影響，主要取決於坐底時之地形條件與接觸狀態，例如底床平整度、局部高差及接觸分布是否均勻等因素，進而影響受力傳遞方式。因此，評估重點並非是否發生坐底，而是坐底條件下之地形與接觸狀態是否已納入設計與分析中，並確認系統在該情境下仍具備足夠之安全裕度與穩定性。

對於烏山頭水庫之狀況，應針對受地形影響之區域檢討，確認是否有浮體結構變形或破壞，並請浮體業者更換。主要需關注之部位包括浮體局部凹陷或永久變形、支架傾斜、太陽能板模組扭曲、管線拉扯與撕裂，以及繫泊系統是否因位置改變而導致有些纜繩鬆、有些卻快被扯斷的張力重新分配等情形。因此於枯水期間，通常需加強巡檢與監測，必要時調整繫泊配置、限制維運作業或採取局部拆卸等措施，以降低潛在結構損傷風險。

 

Q2：等到下次降雨、水庫重新蓄水後，那些曾經坐底、可能已經變形的結構，要如何判斷它們還能不能安全繼續使用？判定的基準或檢測方式大概是什麼？

重新蓄水後是否能繼續使用，主要取決於構件是否產生功能劣化或永久變形，而非單純是否曾經坐底。工程上最重要的是確認坐底後，結構是否已超出材料或構件的設計容許範圍。若構件僅發生暫時性變形，重新浮起後仍可能恢復正常功能，依然需與浮體業者確認，該構件是否仍符合原先所需之設計強度，是否能繼續使用。但若結構已產生永久變形、裂縫、或材料劣化，則可能影響後續使用安全，應通知相關單位更換，並不建議繼續使用。

確認結構方式實務上通常需經現場檢測與工程評估。巡檢方式以目視檢查為基礎，並輔以必要之量測與抽測作為佐證，包括浮體是否漏水、支架是否變形、模組是否出現玻璃破裂或封裝失效、電氣絕緣性能是否正常，以及繫泊系統是否仍符合原設計要求。確認結構必要時可搭配無人機巡檢、紅外線熱顯像、絕緣測試、拉力試驗或抽樣拆解檢查等方式進一步確認。若檢測結果顯示構件性能未受明顯影響，則可恢復使用；若發現永久變形或能承受的緩衝空間，也就是安全裕度不足，則應修復或更換，但相關準則仍需與浮體業者確認。

 

Q3：一般民眾常聽到「光電板含重金屬」，想請教老師，常見的光電模組裡含有哪些金屬、分別位在模組的哪些部位？在長期曝曬、坐底甚至破裂的情況下，這些金屬有沒有可能溶到水裡？又需要哪些條件才會發生？

目前水面型光電多採用晶矽模組，其主要材料包含玻璃、鋁框、矽晶片、封裝材料及導電金屬。常見金屬包括鋁、銅、銀、錫，以及部分焊料中可能存在的微量鉛。

這些材料大多被封裝於玻璃與高分子材料之內，在正常使用狀態下不會直接接觸環境。即使模組發生破損，也不代表金屬一定會大量釋放至水體中，實際溶出量仍受到破損程度、暴露面積、浸泡時間、水體酸鹼值、溫度及材料化學特性等因素影響。

因此「含有金屬」與「造成水質污染」之間仍存在多個環節需要進一步驗證。

 

Q4：外界對「光電板會不會污染水」的討論，常把「破損、溶出、稀釋、是否超標」混在一起談。想請教老師，若要科學地一步步釐清，應該如何分層檢驗？又需要怎樣的採樣與分析設計，才能得到可信的結論？

若要以科學方式評估風險，建議將問題拆分為四個層次：第一是材料是否破損；第二是破損後是否有物質溶出；第三是溶出物是否進入環境並增加濃度；第四則是增加後是否超過相關法規標準。

除了檢查模組本身的破損狀況外，也需做材料溶出試驗、環境水質監測及法規符合性評估。採樣設計上應至少包含上游背景點、光電場區內及下游區域，並搭配不同季節及不同水位條件長期監測，才能區分自然背景變動與光電設施可能造成的影響。

 

Q5：烏山頭水庫供應大台南地區的民生與灌溉用水，即使真的有重金屬溶出，有哪些因素會影響稀釋的結果？現有的自來水淨水處理流程大概能把這些重金屬去除到什麼程度？

即使存在微量金屬溶出，其最終對水質造成的影響仍受到許多因素控制，包括水庫蓄水量、水體流動與交換速率、降雨補注、沉積物吸附作用以及金屬本身的化學型態等。

此外，一般傳統淨水場在混凝、沉澱、過濾等自來水淨水流程中，對許多懸浮態或顆粒態金屬具有一定去除效果。部分淨水場若搭配進階處理程序，去除效率還可進一步提高。因此在完整評估供水風險時，除了關注是否存在溶出來源外，也需同時考量環境稀釋機制及淨水處理能力。

 

[1]：安全係數是一個「倍數」。也就是將部件故意做得比實際需要還要強壯幾倍，好為意料之外的危險留下保險的緩衝空間。例如安全係數2，可以表示這座橋做到實際需要預估的2倍強，安全裕度則是一個「百分比」，用來衡量這個部件在滿足了法規的倍數之後，還多出多少百分比的保險額度，例如這座橋在滿足法規要求的安全係數後，還多出20%的空間。