提升綠電效率，建置智慧電網，從家家戶戶開始做起
報導／廖英凱
能源革命以來，人類致力於開發新的能源與使用方式，也不斷地試圖尋找更大量、更有效率、更乾淨且永續的能源。而對於今日的台灣，綠能發電的發展也被視為是提高我國能源自產，降低進口能源污染與花費的重點目標。但綠色能源，例如太陽能與風力發電因其先天上環境的限制，而有不穩定的特性，難以作為能源規劃中的主力，由中科院第二研究所副所長廖友民博士帶領的研發團隊所研發的「儲電元件與系統」正嘗試以智慧電網的方式，大幅提升綠能發電在局部地區整體用電規劃的比重和效率。
目前主流綠能發電的應用方式，是將發電裝置的電力併入主電網。廖博士表示，由於綠能發電的不穩定，這樣的用法在綠能發電比重頗高的德國，已出現會降低電力品質的問題。且擁有綠能發電裝置的用戶，同時間賣出自己生產的電又買入電力公司的電力。除了造成不必要的能量損耗以外，在未有適當的政策支持下，反會造成「先賣電再買電」來賺取差價以及「養地種電」的投機行為。
為了讓綠能發電能提升使用效率，由中科院所開發的「儲電元件與系統」被設計為一可移動的貨櫃，在整體電力系統中，預計將配置於電力公司的主電網和社區或工廠之間。主要結構可分為三部分，其一為最關鍵的輸配電力系統。該系統的目的為架構起區域的智慧電網（又稱微電網），可依所在環境外接各類適宜的綠能發電或柴油發電，並經穩壓、整流後輸配至社區或工廠用電，在電壓、電流與頻率均可媲美電力公司主電網的品質，並可提供最高六十萬瓦特的功率。而外接綠能發電後的智慧電網，也可讓用戶優先使用綠能發電的電力以達到節能減碳的效果。
第二部分為支援各型充電電池的充電模組，目前單一貨櫃的設計電量為100度(千瓦小時)可供10戶人家三天份的緊急用電。而充電電池更可在用電離峰時間儲備電力在尖峰時間釋放，由此彌補綠能發電受天候影響而不穩定的性質。而充電電池的來源，除了直接購買電池外，中科院目前也正在計畫回收購買如電動車的汰換電池來使用。這些經汰換的舊電池往往電量可能僅有全新的八成，且瞬間輸出的功率也因長時間損耗而降低，或是充放電速率下降。但對於以儲電和調配目的為主的智慧電網來說卻仍綽綽有餘。此方案除了可大幅降低電池模組的價格，更可有效回收舊電池，避免廢棄電池的部當處置而造成的環境汙染。
第三部分為設置於貨櫃頂部的太陽能電池，除可充分利用空間，減少施工作業，更可在急難時刻提供關鍵的電力來源。
綜覽今日中科院所開發的「儲電元件與系統」，得以在綠能發電比重日漸提升的規劃下，扮演提升效率建置智慧電網的關鍵角色。運送方便且無施工負擔的貨櫃設計已在金門的金水國小有顯著成效，目前也規劃在2014年中以前，將與知名製酒業者「金酒公司」合作完成通風系統等局部設施的電網建立。對於人類來說，降低碳排放已是個不容延宕的必要之舉，或許這套搭配綠能發電的「儲電元件與系統」將是我們兼顧環境保護與國家經濟發展的新方向。
技術專頁:智慧電撲滿
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