【抽蓄式水利發電系統】

1934年日本殖民政府在日月潭盆地邊緣的頭社溪與水社溪口建壩,並在濁水溪上游築壩,將溪水自武界地區經由一條長達十三點七公里的隧道(武界隧道)引入日月潭,形成巨大的日月潭水庫,同時在水里溪中下游興建大觀、鉅工水力發電廠,此兩座發電廠是當年台灣最重要的發電廠,也為日月潭水電發電廠奠定了基礎。目前,日月潭水庫周邊共有大觀、鉅工、萬大、水里、明湖及明潭六個水力發電廠,除萬大是利用日月潭東側萬大水庫的水發電外,其餘皆位於西側水里溪溪谷中,利用日月潭水庫水發電。

【註:台電自武界水庫左岸又再修一條「新武界隧道」,將濁水溪支流粟楢溪的水也引入日月潭統合運用,全長約十二點五公里,出水口應該就在日月湧泉左側附近,走到大竹湖步道尾端,可看到一綠色隧道口式的出口。】

水力發電的原理,是利用發電廠與上池水位的高低位能差帶動發電機發電。上池水經由引水隧道導入發電廠,先以「平壓塔」平衡隧道內壓力,再經壓力鋼管與發電機相接,即可發電。抽蓄水利發電原理,主要是利用夜間離峰時段的剩餘電力將下池的庫水抽回上池蓄存,待白天尖峰時段再利用上池與下池水高低位能差,將上池水放下,推動水輪機發電,將離峰時段剩餘之低成本電力,轉化為尖峰時間高價值之電力。

日月潭水庫之有效容量達一億四千九百立方公尺,西邊距水里溪約二至三公里,水位高低落差達三百公尺以上,很適合作為抽蓄水利發電廠之用地。台電於19871996年在水里溪溪谷完成台灣目前僅有的兩座抽蓄水利發電廠(明湖及明潭),均利用日月潭水庫為上池,下池分別在水里溪上游及中游的大觀與車埕附近,各有一座重力式混凝土壩築成的下池,以蓄積發電後的尾水。

「明湖抽蓄水利發電廠」的進水口位於水社附近,中潭公路的東側,經兩條直徑七公尺、長度分別為2380公尺及2350公尺的隧道,與水里溪上游山腹內的地下發電廠形成一發電系統。明湖電廠共裝置四部「豎軸法蘭西斯可逆式」抽水水輪機,利用上、下池間三百零九點七公尺的位能差,帶動四部發電機,正轉時可帶動發電機發電,反轉時則可將下池的庫水抽回至上池蓄存。整個抽蓄發電系統有如一個巨大電容器,可配合電力負載需求,將水力能源配合火力及核能基載發電運作,充份加以利用,達到降低發電成本,提高系統可靠及設備之利用率,同時有效增加尖峰時間之供電量。

「明潭抽蓄水利發電廠」的進水口位於明湖抽蓄進水口的南方,引水隧道亦有兩條,內徑為七點五公尺,長度各為3104公尺及3171公尺。期中有一隧道必須跨越頭社溪,故為過河鋼管型式。明潭電廠與日月潭水庫之間高低位能差達三百八十公尺,發電量比明湖電廠大,故裝置了六部可逆式水輪機與發電機,每部發電機的機組容量為二十六萬七千瓦。

明湖與明潭抽蓄水利發電廠是目前台灣水力發電的樞紐,總發電量比核能一廠還多出一倍有餘。明潭電廠亦為台灣最大的水力發電廠,抽蓄發電機組總容量不僅在亞洲排名第一,在全世界也高居第四位。更有趣的是,由於明湖與明潭抽蓄日月潭水庫的水發電,使得日月潭成為一個有「潮汐」的內陸湖泊。