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节能生活的重新想象(下):时间电价、需量反应与智能电网

  • 颜哲渊

如何将现今单向且集中发电的电力输送系统,升级成区域型且分散式发电的智能电网,是现在全球电力市场的趋势。ABB

上篇文章「节能生活的重新想象(上):HEMS家庭能源管理系统」提到,透过家用能源管理系统(HEMS)与智能电表为基础,大小管理系统层层相接,电网就能实时反应出电力需求和时间分布,从而将电力做妥善且高效的分配。然而现今的电力输送系统,电力由少数大型电厂单向输送至终端用户,因是单向输出,终端用户无法透过电网,将自产电力输送回复进电厂或是其它终端用户家中。如何将现今单向且集中发电的电力输送系统,升级成区域型且分散式发电的智能电网,是现在全球电力市场的趋势。

未来透过智能电网,所有的电力资源将可以透过端对端的方式交易,大幅改变我们使用电力的生活型态。对个别家户而言,时间电价使电价可以根据电力需求量调整,尖峰时段时,HEMS会使用家中的电能储存装置、电动车与太阳能发电系统供应用电。离峰时,HEMS透过云端分析,是否该从邻近的发电站、城市内的电动车充电桩或家中有剩余电力的邻居购买额外电力,借以形成区域性紧密且多向的电力网。

对于电力公司,当一区的变电站饱和时,智能电网可透过自动需量反应(Automated Demand Response;ADR),请每个区域管理系统去调度建筑能源管理系统,建筑能源管理系统再去调度家户的HEMS暂时关闭家中大耗电量的电器,例如空调系统。如果能让每一户都减少几瓩,降低尖峰时段的用电需求,区域供电的壅塞就可以解决,而配合需量反应的用户,则会拿到电费补助款,将绿能理念与经济利益结合。

智能电网运转模式又分为孤岛与并联两种,在孤岛运转模式时可不与传统电网相连结而独立运行。因此智能电网中若任何一件设备发生问题无法运行时,控制系统均可自由切断与该装置的联系,使电网中其它元件装置可保持运行,等该装置恢复正常后再行连结,藉此能达到更佳的能源网络稳定性,不会因为部分元件的故障,导致整个电网停摆。

在311福岛核灾发生时,日本仙台市的微型电网因为能依据电力需求调度配送,在电力公司断电时,依然能将储备的电力持续供应至不能断电的地方(如医院),甚至维持数月之久,可见微型电网对于灾难应对可以发挥很大的效用。

我们正处于这一波产业革命的浪尖上,无论是从节能的观点切入,或是在严峻环境下建置的全新型态城市与建筑,智能电网的确扮演著举足轻重的角色,有了建置完整的「端」系统集结回报,统一分配控管,将会是能源极度紧缩的未来城市建设上的重要考量。

电力管理不仅是国家政策,也成为企业经营、产品开发的焦点,更有效率的能源使用方式刻不容缓。智能电网背后潜藏庞大市场,从零组件、控制元件、网通设备、管理软件、相关装置、系统规画建置,相关产业链的产值保守估计可达千亿元以上,是各领域厂商都有机会切入的长期商机。

投身科技业服务多年,近 20 年产品规划、事业发展及管理经历,曾任美商高阶经理人。因观察到物联网未来的高度潜力而选择创办联齐科技(NextDrive)。在创业过程发现「能源」领域是片潜力无穷的蓝海,于是以过去于半导体产业累积的人脉与经验,带领团队挑战能源项目,并在近年叩关日本市场,很幸运参与日本2050 年实现再生能源成为主力能源的愿景。在 NextDrive 最重要的使命之一就是把永续节能的理念,透过行动直接带给重视生活的消费者! 为澳洲国立大学电子艺术硕士,曾任美商Fresco Logic 台湾区总经理、Faraday Technology 产品经理、Ninecom 创办人兼执行长。