土木四 洪若云
課程概述
這學期的Capstone「水力發電」是第二次開課，同樣由施上粟教授講授，此外還有4位助教協助課程進行以及引導學生設計。本堂課適合對水力有興趣的大三大四學生，學期前期會讓學生使用SketchUp設計出一個到多個Turbine，學期中會將設計好的Turbine放到水工實驗所的水槽進行實驗，學期後期會使用WMS軟體進行永定溪的水文水理分析，並且使用這些數據書寫一份小水力發電企劃書。
此課程的要求包含：
1. 實作Turbine並且測試；
2. 小水力發電企劃書（水文水理分析）。
課程進行
課程主要分為Turbine設計與測試以及WMS軟體模擬。課程開始時用了兩到三堂課進行背景與理論介紹，講述了水力發電的整體概念、Turbine的種類以及選址要素等等。同時也在課程初進行分組，這學期修習這堂課的同學只有9位（含筆者），因此分為3組每組3人。
概念解釋完畢後，由助教協助同學進行SketchUp的繪製，不用擔心自己會畫不出來，這項工作大約花了兩堂課的時間。同學們一起在Vlab設計的期間，可以看看其他組的想法，進而改進自己的Turbine設計。在第二堂課時，也開始進行模型的印製，筆者建議有設計好就可以先試印看看，除了可以確認自己模型大小是否合理（當初本組有遇到列印高度不知為何有誤，重新調整高度後便正常的狀況），也可以確認自己的設計想法是否可以靠3D列印機順利印出（筆者當初列印時有遇到無法完全成功列印的狀況）。之後助教也會提供一段時間給同學進行列印，因為可能會有印壞、線材卡住需要重印的狀況，有很多的時間可以把同學們的想法列印出來。
上次學長姊所印製的模型
列印模型中
進行水槽試驗前，會先進行一個報告，需要每位同學講解自己製作模型時的想法，這時候可以學到很多人的想法。
接著會在水工實驗所進行水槽試驗，上次由於疫情的緣故沒有把學長姐印好的模型放入水槽中運轉，本次是這門課第一次運轉模型。助教會先固定水槽的流況後，接著把模型放到鐵架上，再放入水中觀察該模型的運轉狀況，同時也會測Turbine的轉速。可以看到很多同學的創意與想法，也可以看到這個想法可不可以實踐等。當試驗完畢後，會再提供給同學一些時間來修改模型，此外有新的想法也能設計新的Turbine，只要在Turbine比賽前印出來都可以。比賽其實和一般水槽試驗相同，不過會詳細的記錄轉速以及發電量。
接著進入下一個階段，也就是利用WMS來進行模擬，WMS可以與HEC-HMS和HEC-RAS做結合。學長姐那時候是使用ArcGIS進行分析，可是據說非常不易使用。由於筆者未使用過ArcGIS，因此無法為讀者解釋。可筆者認為WMS也十分複雜，使用途中都需要尋求助教的幫助。
由學長進行WMS的教學
學長在進行WMS相關教學時，同時也解說到了超越機率的概念，會希望同學結合超越機率選擇適合的目標流量進行發電。
最後同學們需要結合Turbine設計以及案例探討來做一個最終報告，一開始會先進行一個排練，會有上次修課的學長姐來一同觀看報告，因此可以聽到教授、助教以及學長姊的提問以及看法。最後一次報告則會邀請相關專家來聽講，相信會獲得更多的專業建議與知識。
課程連結
用修習工程圖學時所學習的SketchUp來繪製Turbine，此外也使用到了水文學修習到的HEC-HMS，以及水利工程所學的HEC-RAS來進行降雨以及河流流況分析。
課程成果
以下放上筆者自己的模型。
課程心得
筆者覺得可以設計自己的Turbine非常酷。當初筆者設計時沒有想這麼多，都是先畫出來再說，聽到其他人的想法就覺得可以再加入更多思考因素讓成果更進步。而過程中除了可以重新熟悉SketchUp的用法外，也能練習畫出自己的想法（如果在沒有裝一些插件的情況下，會比較難將自己的想法畫出來）。至於WMS的部分，筆者認為他很厲害，可以結合其他軟體做運算，雖然有點小複雜，但是是一個十分方便的軟體。特別感謝施上粟教授以及4位助教，教授總是非常友善的提出每個問題點，也會請相關助教提供幫助，助教也會很熱心的協助解決問題。