绿能发展需供电稳定与智能节能助翼
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随着石油有限能源日渐匮乏，地球环境暖化议题高涨，发展绿色能源已是各国政府政策趋势。台湾也不例外，依经济部能源局公布之「能源发展纲领」，台湾能源政策以追求「安全、效率、洁净」的能源供需体系为目标，需建立可负担、低风险的能源供需体系，并减少能源密集度、二氧化碳排放量与其他污染物，在此目标下，衍生出多样化的策略移动，绿色能源已成为其中不可或缺的一环。
目前的绿色能源以太阳能发电及风力发电为主，各国也已明订再生能源发展目标，期望提高再生能源使用比例以降低温室气体，如欧盟即订出至2030年有50%的电力要来自风能；柏林的能源顾问公司Energy Brainpool GmbH & Co. KG则预估，欧盟再生能源的发电量占比至2020年会达到18%。
但绿色能源推动不易，因为绿色电源非常不稳定，太阳能发电在夜间会收工，风电涡轮机则是无风不发电，可能会导致电网输出电力有时不足，有时却又会有过载的风险。
电网过载的风险，在保加利亚、西班牙与罗马尼亚特别急迫；但整体而言，很难预测问题何时发生、延续多久。而用电量变化幅度也是问题，以德国在2014年6月2日的电力使用状况为例，用电高峰在上午11:30时高达78 GW(十亿瓦)，在清晨2:30时低达40 GW；其间差距约等于25座核电厂发电容量。
如在晴朗或多风的短暂发电量高峰时刻，德国与奥地利业者甚至还要以付费方式奖励消费者用电，而且在2014年前5个月的总时数，就从27小时(时间占比0.745%)增加为55小时(时间占比1.518%)。
布鲁塞尔的欧洲电力传输系统运营商网络(Entso-e)更因此表示，可能会在用电量低潮期，抑制太阳能与风力供电量，以免有302,557公里长电缆的电网过载。事实上，绿色电源需求会不断上升，其实跟政府补贴不无关系，瑞典Vattenfall ABCEOOeystein Loeseth更指出，花大笔纳税人的钱来补助的再生能源发电设施，在需求量低时，还要花钱补贴降低发电量，是很不划算的。
稳定绿色能源技术受重视
但绿色电源不稳定的问题，也成为绿色电源技术及商机发展的关键。以欧盟推动再生能源电力的电网系统为例，欧盟能源专员Guenther Oettinger就认为，需要更好的基础建设来整合新电力，所需经费超过2,000亿欧元。
如因应绿色电源供应不稳定的特性，储存技术就变得相当重要，以备不时之需。如德国的Fraunhofer Institute研究机构所开发的氧化还原流(redox flow)电池，这是一种大型钒基液态电池，因为只使用一种钒基物质，可避免劣化杂质的现象，目前已开发出具备2-kW输出量的产品，将来的目标是具备供电2,000户家庭的20 MWh电容量，可供夜间电源的应用。
而在太阳能电池技术方面，由于矽质太阳能电池在吸收光谱的蓝色部分不是非常有效，美国康涅狄格大学Challa V. Kumar博士的团队，便建立天线设法收集那些未使用的蓝色光子，然后将它们转换为低能光子，让矽可以将其变成电流。
商业太阳能电池目前可以将600至1,000纳米波长范围内的光能转换为电流，但从350至600纳米范围内的效果不佳，这也是目前市场上太阳能电池的效率只有约11%~15%的部分原因。高端太阳能电池的效率虽然可达25%，但价格对大多数人来说负担不起，难以扩建推广。
Kumar指出，若能转换光谱未使用的波长部分，太阳能电池就能够以经济实惠的方式使用光波。但这却绝非是一个简单的任务，为了解决这个问题，Kumar转向使用有机染料，由太阳光中的光子激发染料分子，然后在适当情况下，释放出能量较低但更有利于矽转换的光子。
但要让染料分子合作，必须将染料分子个别且密集的包装，同时满足量子力学某些要求。为了解决这个问题，Kumar的团队以混合、加温后冷却至室温的方式，将染料嵌入蛋白质-类脂水凝胶内，有了这个简单的制程，各个染料分子会被物质环绕，得以分隔同时保持密集包装成一根细长的粉色薄膜，可以包裹在太阳能电池板顶端的天线。
Kumar指出，这是非常简单的化学反应，甚至可在厨房里或在偏远的村庄制作，也因此可以被廉价的生产，而且这些天线是由生物和无毒材料制成，可以降解且不会对环境产生任何污染。
该研究小组目前正与康涅狄格州的公司合作，要找出如何将此人工天线用于商业太阳能电池。而在其他专案方面，Kumar也正寻找办法，将通用的水凝胶应用于药物递送和白色发光二极管中。
除了透过能源采集技术产生能量外，智能节能管理技术也已受到相当程度的重视，不仅可以降低产品功耗，还可让产品更加稳定和瞬态回应，提高产品的总体可靠性。
以网络设备为例，在提高数据输送量和性能的同时，往往还要面临降低系统总体功耗的压力。以数据中心为例，最主要的挑战之一，就是如何透过重新调整工作流程，并将作业转移到未充分利用的服务器上，才能够在不影响效率的状况下，达到节能的目标。
为了要达到智能节能的目标，电源管理系统必须能为管理者提供产品设备的功耗数据，才能让其做出智能节能的管理决策，降低设计成本，并加快产品上市。
绿色电源相关产业衍生商机
绿色电源的风潮，不仅冲击电力相关产业，也带动新兴产业的发展及增加就业机会。以风机产业链为例，包括铸造、冲压、复合材料、电线电缆业、电力系统设计整合与组装，土木建筑工程、船舶与海事工程、风场场址规划设计、机电设计与整合、风能与光伏充电系统、风场运转维护服务业等，估计可创造约新台币46.5亿元的年产值(以50套2MW风力机+1,000套3kW风力机+1,000套风光互补系统+1,000套Wind Inverter计算)。
台湾许多企业也藉由绿色电源风潮而起，如东元目前已开发出2MW永磁风力发电机组，为国产自制率最高风机，并已成功打入美国风机组装市场。风机系列齐全，可满足强台区域要求，也可满足酷寒气候要求，且50/60Hz全球通用，更可符合各国严苛之并网规格。除2MW外，东元更已积极投入5MW离岸型、kW级及风光互补系统等产品，因应能源减少的危机与再生能源的需求。
此外，工业4.0的风潮席卷世界，不但带起新一波的工业革命，智能节能技术更是工业4.0的主要发展方向，许多机器设备如马达，也必然需要顺应时代潮流。一般的工业马达运转信息，如绕组温度及马达本体振动或用电信息如电压、电流等，通常必须经由配电控制盘或中控室才能读取及监测，无法广泛且实时地反应马达运转状态或突发状况，降低系统可靠度。
因此工业生产设备若能智能节能监控应用，可让工厂管理者透过手机实时监控各生产设备的运作状况，不但可避免非预期停机，做出最佳的调度，同时还可兼顾节能的目标，也是许多机器设备研发的未来发展方向。
