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【中部产业月报】需求快速浮现 跨域整合打造智能化建筑

能源转型势在必行 用储能为建筑节能跨出第一步

建筑智能化概念推动已久,目前市面上已有各种让居住更舒服、便利的功能,而在各种功能中,节能因成效立即可见,对建商与住户的导入意愿相对较高,不过格斯科技CEO张忠杰指出,不管是企业大楼、厂房或住宅大厦,现有的能源系统都只能被动接收电能,此类做法难以因应新能源时代的变化,他建议建筑管理者尽速设置储能系统,唯有先具备足够的电能存量,才能进一步谈到智能用电。

环保议题持续升温,为了避免环境持续恶化,各国政府纷纷启动能源转型政策,希望强化绿能在整体电力供应的比例,以台湾为例,经济部就订下2025年再生能源发电占比20%的政策目标。不过在转型过程中,难免会出现电力供应青黄不接的窘况,2021年5月,台湾就出现两次因基础建设问题与电力负载过重的停电事件。

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格斯科技CEO张忠杰表示,节能的前提是储能,掌握了自有的充沛电力,才能制定出精准的用电策略。格斯科技

张忠杰进一步表示,智能建筑系统的运作基础是稳定电力,只要断电,设备与系统就会随之停摆,再精巧的智能化功能都无法发挥效益,而现在各类建筑的电能系统,都只能被动的依靠政府给电,在此状况下,几乎无法谈到智能用电。他以理财做例子,理财的前提是必须先有「财」,才能谈接下来的管理,在建筑中也是如此,厂房、大楼里必须先有自己的储能系统,方能制定完善的用电、节能政策。

就整体来看,建筑管理者可分阶段设定能源政策目标,第一阶段是建立储能系统,此系统可让建筑内的设备在城市电网无预警断电时,仍能维持一定时间运作,住户可以让家电设备在短时间持续运转,等待电力恢复,不因此影响生活品质,办公室或厂房则可让机台、系统按照正常程序关机,不因电力中断导致设备损坏。

建置完整的储能系统的下一步是导入智能能源管理平台,让建筑内部各种电器产品、机台设备的耗能数据透明化,管理者可全面掌握数据、调整用电行为,例如控制工厂机台的开机时间,避免因同时启动的瞬间电能超过与电厂签订的合约数值,进而产生罚款;或是让耗电较高的设备在电力离峰时间运转,降低电费支出。

建筑电力管理的最後一步是整合绿能。太阳能、风力发电等再生能源,因受自然环境影响而无法稳定供电,必须透过储能系统先行储存电能,再经由电网配送电力。近年来环保意识逐渐落实到民间,不少住宅、商用、工业等建筑都开始设置太阳能发电系统,储电设备自然也是此系统的重要一环,而建筑电源系统中的储电设备,如何整合市电与再生能源两类电网,就成为系统设计者的课题之一。

就此来看,储能系统无疑是建筑能源管理的第一步。不过此系统对多数建商、住户、企业来说相对陌生,要如何选择合适的设备与技术?张忠杰给了专业建议。他指出家庭储能并非新概念,以日本为例,311地震後,多数日本家庭都导入了储能系统,近几年科技与材料技术持续演进,此类系统也与过去截然不同。

过去的电池主流是铅酸技术,此类结构的储电容量会随充放电次数降低,因此在使用一段时间後就必须更换电池。现在的锂电池则没有记忆效应,在可维持长时间运作的优势下,逐渐取代铅酸电池。张忠杰以格斯科技的大容量软包锂电池芯为例,此产品在5C(C-Rate)高放电倍率下,电芯电容量仍然可维持率在96%,且电池芯本体温度低於摄氏50度,适用於-40~45℃的宽温场域。

张忠杰进一步指出,储能设备的电池,需具备稳定结构、高度安全性、大容量与高能量密度、低成本外,格斯科技的产品都可满足以上需求,目前已开发出多款不同应用的大容量软包锂电池芯,包括三元高功率动力型电芯、高安全性快充型LTO电芯、高能量密度储能型电芯等三大产品线,也规划布局磷酸锂铁材料、未来下时代的类固态电池与固态电池,以满足应用端客户对不同特性的定制化需求。

张忠杰最後表示,能源管理是智能建筑系统的重要功能之一,而储能则是建筑能源的必要环节,完整的储能系统将可让管理者智能控管电力,在能源转型过程中,规划出最佳化的用电策略。

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