账号:
密码:
智动化 / 文章 /

再生储能跨越最後一哩
电网改压就怕为德不卒
[作者 陳念舜]   2020年04月09日 星期四 浏览人次: [5064]

即使当今政府穷尽手段推动再生能源,期盼加速在2025年实现占比达到20%目标,装置量27GW以上。但距离走完最後一哩路仍力有未逮,有待将各地收集下来的太阳能、风力等DC直流电源都稳定转换成为可反??并入电网的AC交流电源,却难免耗损;加上额外添置的储能系统等设备治丝益钛的结果,都让推动「非核家园」的内外部成本始终居高不下。


自2018年通过《电业法》以来,台电已将发电、输配电、售电单位分拆,期盼与全球电业发展接轨,也鼓励越来越多的商用、住宅或民营电厂安装再生能源系统并??入电网。到了2019年立法院通过的《再生能源发展条例》与子法之後,更扩大开放电力趸购与直转供模式,可直接向再生能源厂商购电。


尤其要求「契约容量」达5MW以上的用电大户,最晚应於2025年前安装完成契约容量10%,约500kW的再生能源「自发自用」;或选择安装储能设备、购买再生能源电力凭证(T-REC)、每年缴纳代金等4种模式之一。若只选择自建储能设备者,还须确保电池可储能2小时以上,且在10年内维持一定水准,以有助於工厂稳定供电。估计约有500家用电大户受到影响,并带动约600亿元投资,创造1.05 GW的装置容量。


从今(2020)年元旦开始,台电也宣布配合启动世纪改压工程,简化传统配电的电压层级,让过去以供应中小型工厂等高压用户为主的11.4kV配电系统合并为22.8kV,而走入历史。带来的最大效益是有助於节能减碳。每当电压倍增时,电流降低1/2、线损减少1/4,可??在近年来台电输配电线损已低於4%之下再降0.4%,每年约节省近8.5亿度电;当各地再生能源电厂反??输入电网时,可容忍电压变动幅度更为弹性。



图1 : 从今年元旦开始,台电也宣布配合启动世纪改压工程,让11.4kV配电系统合并为22.8kV,而逐步走入历史。(source:163.28.10.78/)
图1 : 从今年元旦开始,台电也宣布配合启动世纪改压工程,让11.4kV配电系统合并为22.8kV,而逐步走入历史。(source:163.28.10.78/)

根据台电统计,现今台湾的高压用户约有2.5万户,其中70%仍使用11.4kV等级电压;也就是说,今年起将有约1.75万家中小型工厂须花费30~40万元,添购具有「双压(11.4kV/22.8kV)」功能的变压器;旧厂则可藉设备寿龄届期时自然汰换,以减缓冲击,加快汰换速度。期??目标在於25年内完成10,000条线路中有7,000条11.4kV线路升压;且因为电压单一化後,不必另外拉线互通,加快复电速度也是好处之一。


另由於电能时间调配涉及在不同购买、储存、放电成本差异,与电能释放所衍生利益的基础上,在价格或系统边际成本较低期间,创造更多可能具有经济性优势交易。例如以低廉价格购入电能存至储能系统,在未来价格或成本较高时使用或贩售之。甚至有机会搭配减少契约容量、削峰填谷和需量管理等,以及其他再生能源自发自用,作为备用电源或交易凭证。


有别於早年台湾储能应用多半是在「表後(Behind the Meter:BTM)」的用户(需求端),藉此来降低或避免超过契约容量,再利用尖、离峰时段电价差来套利。但在台湾这样少了储能系统补贴、低电价或尖离峰电价差小的地方,较难以靠单一应用情境,来实现现金获利。



图2 : 今年起台电已计画开放辅助服务市场,让储能系统叁与目前最有价值的调频服务(AFC),协助稳定用电安全。(source:弘讯科技)
图2 : 今年起台电已计画开放辅助服务市场,让储能系统叁与目前最有价值的调频服务(AFC),协助稳定用电安全。(source:弘讯科技)

自今年起台电已计画逐步开放辅助服务市场,让储能系统叁与目前最有价值的调频服务(AFC),除了相对於太阳能电厂,储能设备占地面积相对较小、建置时间短,平时还可单独作为厂内备用电源,以提升电力品质,和协助稳定用电安全。预估今(2020)年全球大型储能系统安装容量将达到3.2GWh,而2019-2024年复合成长率为22%。


盛齐用老牌电业基础 新接引国际品牌资源

台湾电源供应器老字号品牌盛达电业,也因为看好台湾再生能源市场,决定自2017年成立子公司盛齐绿能,既善用传统电业基础,扮演囊括ESS储能系统的专业太阳能系统解决方案供应商,自主开发了专业电厂监控系统Pixel View;并搭配AI人工智慧太阳能电厂分析、电厂维运服务,提供太阳能业界符合经济效益的20年电厂保养方案。


同时代理国际知名品牌变流器SolarEdge、Sungrow,强调可藉此防制光电火灾和提高设备资产妥善率,致力为台湾再生能源产业的投资者、EPC工程承包商、电厂维运商等,引进国际高品质设备与全方位客户服务。


如今该公司推出的储能系统,共有电池模组(Pack)、储能变流器(PCS)、电池管理系统(BMS)、能源管理系统(EMS)及货柜型储能站,强调可提供商业级50kWh~MWh电业等级的储能机柜,适用於各种工商业场域,甚至是输配电所或发电厂。



图3 : 盛齐绿能推出的储能系统,强调可提供商业级50kWh~MWh电业等级的储能机柜,适用於各种工商业场域,甚至是输配电所或发电厂。(source:盛齐绿能)
图3 : 盛齐绿能推出的储能系统,强调可提供商业级50kWh~MWh电业等级的储能机柜,适用於各种工商业场域,甚至是输配电所或发电厂。(source:盛齐绿能)

盛齐绿能公司协理陈均宜认为,此储能系统带来的最大优势,便在於可提供快速反应负载资源(Fast Response Resource;FRR)辅助服务,以及储能自动频率控制(Automatic Frequency Control;AFC)调频服务。其中电池模组系采用浸没式冷却技术,且具备高绝缘强度,以及无腐蚀性、无毒性、低蒸发性的最隹电池隔离防火安全性方案,可让储能系统进行安全高效率充放电。


明纬回生节能有成 前瞻DC. house趋势

明纬企业(MEAN WELL)则是全球少数以标准品电源供应器为主业的专业制造商,多年来专注投入工业电源领域发展,在全球电源供应器(DC输出)制造商中名列前茅,生产超过万种标准电源产品,年产量更高达7,000万台。


为了因应目前任何电子产品与设备制造厂商在出厂前,100%都会透过硬体烧机的实际负载,来测试产品何时老化的稳定与可靠性,造成庞大用电量。该公司早在2014年便自主开发第一代能源回生系统(Energy Recycle burn-in System;ERS),并通过自家厂内验证,将原先用於烧机测试而损耗的电力循环再生。估计因此约可回收单一制程近80%的交流(AC)用电量,再转换为直流(DC)电源输入供应器(Power Supply),输出DC电源,扮演如同储能装置的角色;其他20%用电则仍由AC市电提供,节省昂贵电价成本。


明纬企业系统工程师蒋嘉训表示,现在每当作业员输入工单指令,该系统就能透过资讯串联,自动载入待测试机种相对应的烧机程序叁数设定,撷取烧机功率、机型等,并透过灯号可视化,即时显示产品老化状态。因此节省人力、时间,不必检验每排测试架上的所有机台,还会担心无意间遗漏,就能及早发现并解决问题。


但他坦言,第一代ERS缺点在於完成整个烧机测试流程後,还要自行建置工单、记录叁数,难免发生操作失误。第二代CMU2系统则可在烧机测试过程,便将工单资讯与明纬自主开发的MES/ERP、ERS/ERG和生产作业流程系统自动整合;再通过数据可视化与资讯双向回??到CMU2远端监控,得知即时测试进度、评估耗时等生产线资讯。


待最终输出报表之後,还可为客户建立产品烧机与老化测试的生产履历追踪;甚至上传云端,管理烧机叁数、报表等大数据累积後分析,让业者能确切得知产品良率及造成失效、老化的原因为何,进而透过预测诊断来提高生产品质。


此外,因为明纬有别於其他台湾电源设备大厂并购或代理国外品牌策略,而始终专注於电源相关领域,使之有能力随时满足客户不同的需求。如CMU2在台湾只用於研发後少量产品的分析、验证,但在移植到该公司大陆厂後,则能更普及於工厂整层自动化产线24小时运行,将资料汇整後输出报表;未来应用也会越来越广,纳入节能/绿能连网监控解决方案。


蒋嘉训进一步指出,其实现今电源供应器的外型都大同小异,但该公司在模组弹性化设计前提下,更强调韧体更新、自主开发的重要性,而能藉此监控、调配如植物工厂的灯光、温度或风扇转速快慢。CMU2也因为具备多埠接囗,更方便支援CAN bus等工业通讯介面连网等扩充功能,以记录管理电源变动历程;或透过网路监看LED灯耗电量及亮度、照明度,於异常发生前示警、寄发e-mail,进而找出关联性,形成AI演算法来预诊保养。



图4 : 明纬企业第二代CMU2系统可在烧机测试过程,将工单资讯与MES/ERP、ERS/ERG和生产作业流程系统自动整合。(摄影/陈念舜)
图4 : 明纬企业第二代CMU2系统可在烧机测试过程,将工单资讯与MES/ERP、ERS/ERG和生产作业流程系统自动整合。(摄影/陈念舜)

目前较看好的是在建筑自动化(Building Automation)市场,如智能工厂、数位家庭等应用,可利用搭配明纬的KNX系列产品形成解决方案,来监控电源等周边自动化产品,再逐步扩及工控、安防、5G等应用领域,确保电源稳定。


明纬企业产品企划部协理蔡明志指出,接下来,该公司还会推出能源量测(Power Meter)装置,即使客户并非全厂皆导入明纬系列产品,也能藉此通过RJ-485等连线,监控各式各样设备的能源消耗可视化,再回??较小规模场域的耗电量数据到CMU,省下电力回生再利用;或可用於管理建筑门禁安全,或消防设施的受信总机电源,以维持通讯无阻。两年後也将导入苏州智慧园区新厂,结合众多客户的显示器、灯具等产品,搭配自家DC电源供应器进行。


总结

值得一提的是,即使现今台电正如火如荼推动电网世纪改压工程,但大多数人应该都很难在有生之年,看到目前所有的电器设备都改装成为220V??座,同时间或可思考这两年来在欧洲被重新提起的「DC. house」话题,更省线损、音效管理,以改善电力品质,可能是未来电源发展的趋势。


与其像台电旷日废时推动AC改压工程,同样要经过调整电弦波相位,才能并入电网,还不如在家户内以DC电源取代经降压、长途运输配电後大量损失的AC电源,可像ON/OFF开关一样轻易控制、启/停设备,减少发生人员导电致死意外。同时解决了传统AC.110V比起220V电源驱动相同功率设备的耗电流量倍增,影响电缆线粗细不等,容易导致电线走火;外部AC电源甚至可提高到220kV以上,更为省电。



图5 : 在台电推动世纪改压工程同时,或可另类思考这两年来被重新提起的「DC. House」话题,可能是未来电源发展趋势。(source:i.ytimg.com/)
图5 : 在台电推动世纪改压工程同时,或可另类思考这两年来被重新提起的「DC. House」话题,可能是未来电源发展趋势。(source:i.ytimg.com/)

蔡明志认为,未来即使有必要储能备用,以防工厂断电,还不如直接输出或回生AC←DC电源,更为节省耗能、管理成本。但DC. house有待克服的难题,仍是从高压DC←低压/高压DC电源过程中,须找出可耐高压DC元件和并联技术,明纬现也正与国际电池大厂积极探讨,期待开发出更宽容范围的变压器,以确保能整合所有充电设备,并自动辨别不同电池的种类和特性。


**刊头图(source:盛齐绿能)


相关文章
上银携手仪科 打造线上即时检测设备
2030年智慧储能与再生能源用电池的市场与成本
能源监控智慧化 聪明管理用电行为
并网型储能系统电池组之性能
智慧科技於农业生产的应用
comments powered by Disqus
  相关新闻
» 汇税双杀 机械业者呼吁政府启动防御性贬值
» 明纬线上展馆7月15日揭幕 与客户零接触贴心服务
» 离岸风电百万年薪职缺正囹 金属中心媒合产业人才
» 汉翔运用达梭系统解决方案 如期实现国机国造高教机
» 罗升助客户逆境突围 提供多点温控解决方案
  相关产品
» 中美万泰推出新款Intel第八代Whisky Lake工业级触控电脑
» 安勤触控双萤幕AIO POS终端机RiVar模组化扩充快速
» 三菱日立J系列燃气涡轮机商业运转达到100万小时
» 新款无风扇Kinetix VPC伺服马达可节省能源
» 大昌华嘉在台韩推广DataPhysics量测设备 投入表面和介面科学领域