帳號:
密碼:
CTIMES / 文章 /   
新能源轉型進行式 協力創造產業多贏局面
智慧儲控 綠能發電

【作者: 陳復霞】   2021年09月08日 星期三

瀏覽人次:【1797】
  

為了在未來數十年裡,再生能源發電趨勢能夠持續增長,以及完成2050年再生能源發電占比目標,全球各國陸續提出減碳計畫,紛紛尋求電力產業新能源及新應用模式,以期逐漸提高能源自主及潔淨能源比例,力求在2050年前停止全部燃煤發電站的運行。


從太陽能、風能到儲能,現今能源轉型著重再生能源發電的態勢趨於明顯,如何整合資源滿足新一代綠能與智慧電網的需求,並且逐步達成減碳淨零目標,提前布局綠色供應鏈,銜接國際永續發展時程,已成為業者必須面對正視的重要課題。


供電隨需應變 分散式能源與儲能系統強化效率

目前面對再生能源需求日益增加和建立新基礎設施的各種挑戰,由於傳輸電網的需求均相當複雜,隨著電力供應來源及模式改變,微電網系統漸受矚目,此為分散式能源與儲能系統的技術,亦即以小型分散式發電、輸電及配電設備,透過系統可預測、調整及管理平衡穩定發電量、負載量及儲能狀況,提升區域再生能源使用和維持最佳化的電力調度、系統供電穩定與安全。


小型微電網可從電動車、智慧家電、家庭能源管理、家用儲能等組合而成,進而結合大樓能源管理系統、緊急發電系統、大型再生能源、大型儲能系統及地區配電系統,逐漸擴大組成智慧城市微電網。



圖一 : 當小型微電網逐漸整合擴大成為區域性架構,之後可串聯形成智慧城市微電網。(source:Winmate)
圖一 : 當小型微電網逐漸整合擴大成為區域性架構,之後可串聯形成智慧城市微電網。(source:Winmate)

現今電網面臨嚴峻挑戰,為整合調度再生能源,需要更符合經濟效益且更靈活的整體解決方案。但是,建構新線路費用成本昂貴,有些未必能夠符合快速發展電力系統應用的特殊挑戰。若依照不同需求設置完整解決方案,透過能源管理系統監控或以編程自動回應各種電網狀況,就能夠在最佳化時機為供電儲能提供低耗能高效率的運作。


再生能源發電的隱憂與挑戰

在再生能源發展上,創新材料、先進技術及在地製造皆扮演關鍵角色。不過,值得注意的是讓供電須保持穩定順暢是用電安全的前提,一旦電力儲備對於氣候依賴度增加,隨著氣候變遷,將使得負載/發電預測愈加困難,若是預測產生的誤差過大,對於系統供電穩定與安全、電力調度產生重大衝擊,將導致產生嚴重的後果。


由於再生能源本身的不連續(間歇性)、不容易預測實值,都會對電力系統供需平衡與電網運轉造成不良的影響,也成為再生能源併網與電力調度的重要挑戰,其原因在於若產生誤差可能會導致系統頻率不穩定、區域電網電壓變動過大;嚴重時甚至可能導致輸電線路壅塞、區域電網電壓不穩定,造成電力中斷。例如當再生能源發電量瞬間驟減,可能會導致系統頻率驟降,觸發低頻電驛動作卸載,影響供電可靠度。


傳統發電機組瞬間升降載及再生能源不可控的特性,都有可能造成電網較大的頻率波動,對於供電的穩定性帶來莫大考驗。近年來再生能源的比例快速攀升,加上電網的負載變異大,建置可以在平時調節頻率順利供電,而一旦面臨緊急狀態時又能快速反應的儲能系統非常重要。


隨著大量分散式電力來源併網的比例日漸增加,透過物聯網技術將再生能源逐步落實運用在生活,而在再生能源解決方案中,因應通訊、控制、管理是監測調控的三大需求,太陽能變流器、通訊閘道器與管理系統是重要元素。舉例而言,未來通過試驗規範認證的太陽能監控閘道器,可以與再生能源管理系統及監控設備介接,直接接受電廠調控,以及搭配智慧太陽能變流器監控電力數據,可以提升電網強韌程度以維持電網穩定與高效運作,有效降低在併網程序中,不可控且波動大的太陽能電力對電網產生的衝擊。並以物聯網技術打造高效管理、安全穩定的太陽能電站,確保供電品質。



圖二 : 大規模系統電源的能量轉移趨於分散式和電氣化。(source:東京電力)
圖二 : 大規模系統電源的能量轉移趨於分散式和電氣化。(source:東京電力)

此外,由於電廠建置占地面積廣闊,為確保電廠持續穩定發電且能夠迅速排除異常信號,通常電廠會裝設再生能源監控系統,藉由系統遠端監控及AI智慧分析等功能,即時判斷電廠發出的訊號正確或異常,以利監控後台能夠在突發情況下,盡快指派合適的維運人力到現場處理善後。


結語

再生能源是重要的國家能源政策之一,政府規劃於2025年提升再生能源發電比例至20%的新能源政策目標,其中約80%比例為太陽光電。以經濟部能源局「109年太陽光電6.5GW達標計畫」為例,以產業園區、畜農漁電共生及中央與地方共同推動為三大主軸,擴大建立示範案例與專案。2021年初,台灣用電大戶條款啟用、碳費機制也擬納入《溫管法》,顯示再生能源產業的重要性,台灣目前也朝向成為「亞太綠能中心」的道路邁進。經濟發展與環境行動應該如何兼容並蓄,形成循環經濟產業生態圈,台灣半導體、微電子業者能否在國際供應鏈中占有一席之地,再生能源的採用儼然成為影響成敗的重要環節。



圖三 : 支持再生能源3.0的四大基礎(source:東京電力)
圖三 : 支持再生能源3.0的四大基礎(source:東京電力)

目前為了能夠供應更多低碳、乾淨及可利用的替代能源,帶來更為潔淨的用電環境,改善整體環境,智慧能源儼然已成為台灣發展再生能源政策的重要支柱,而太陽光電、海上風電及智慧儲能是台灣三大智慧能源發展核心。


儲能系統具備調節與調度電力的特性,可輔助綠電永續,並優化未來智慧電網整體的能源管理,也不像運用大自然的太陽光電或風電須考量在調度方面的不確定性。在不同的應用場域完成儲能系統的建置,包括工廠、微電網、太陽能發電廠、電動車充電站、商辦大樓等,將能陸續發揮其電網效率優化與能源調度作用,為能源轉型添力道。能源轉型是永續發展的未來發展必經之路,未來預計能源與運輸產業上也將會因採用綠能而形成巨大的市場。隨著再生能源比例提升、則可見得強化電網韌性與能源使用效率的重要性,不亞於電力的供應是否充足,未來大眾關切思考的要點,將不僅是電量夠不夠使用而已,而是如何配置出最佳化效率。



圖四 : 儲能系統具備調節與調度電力的特性,可輔助綠電永續,並優化未來智慧電網整體的能源管理。(source:researchgate.net)
圖四 : 儲能系統具備調節與調度電力的特性,可輔助綠電永續,並優化未來智慧電網整體的能源管理。(source:researchgate.net)

未來新一代電網發展將在運行方式、整體設施及智能化技術、併網系統技術力求精進,將趨於自我感知狀態及分析、自動化控制、併網更廣,利用微電網系統能夠提供高效、穩定供電,邁向輸電能力更高、輸配電損耗更低、整合能源效率更高,承受擾動及衝擊的程度更高,運行更安全等方向進展。


現今市場趨勢處於能源轉型進行式,未來勢必會形成完整能源產業生態系,建議上下游廠商不妨藉由電子零組件、資訊系統及平台等資源整合,以滿足新一代綠能與智慧電網的需求,並且提前布局綠色供應鏈,以利銜接國際永續發展時程,共創多贏局面。


**刊頭圖(source:VTara Tech)


相關文章
新能源與自駕車驅動 2020年汽車產業加速前進
政府扮演火車頭 扶植電動車產業
comments powered by Disqus
相關討論
  相關新品
mbed
原廠/品牌:RS
供應商:RS
產品類別:PC Board
Arduino
原廠/品牌:RS
供應商:RS
產品類別:PC Board
Raspberry Pi
原廠/品牌:RS
供應商:RS
產品類別:PC Board
  相關新聞
» 【東西講座】發光記憶體發展潛力高 系統端整合是商用關鍵
» 凌華科技邊緣AI助力全球首場高速Indy自動駕駛挑戰賽
» 愛立信:以5G超越5G 才能邁向6G
» Aruba:分散式服務正顛覆一切 從人工智慧與機器學習
» 「物聯網智造基地成果展」登場 串聯七大跨界創新應用
  相關產品
» 意法半導體推出車用高整合度智慧高側驅動器
» Diodes新款D類立體聲音訊放大器提高效率和省電池量
» 施耐德推出EcoStruxure Secure Connect Advisor 助企業逐步實踐數位轉型
» u-blox Announces Ultra-compact, Feature-rich Bluetooth Low Energy SiP
» u-blox SiP低功耗藍牙模組ANNA-B4適用於工業及室內定位應用
  相關資源
» Power Management Solutions for Altera FPGAs

AD


刊登廣告 新聞信箱 讀者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2021 遠播資訊股份有限公司版權所有 Powered by O3
地址:台北市中山北路三段29號11樓 / 電話 (02)2585-5526 / E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw