台灣用電大戶產業升級大哉問:如何智慧配置企業能源利用?

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電力不僅對現代人的生活而言,已經是不可或缺的重要因素之一,同時,在產業的發展上,也扮演著關鍵性的角色;不過,由於人口的持續集中與產業發展的需求,整個社會對電力的需求量越來越大。但有鑑於火力發電等化石燃料發電對環境的影響甚鉅,在環保意識盛行的今日,發展再生能源就成了能源轉型的重要方向。

台灣近年致力於能源轉型規劃,並大力發展 再生能源產業 ,明定 2025 年時,再生能源發電設備總量將達 2,700 萬瓩以上。為達此目標,不僅是在相關政策上給予大力支持,並透過修法方式,讓既有的用電大戶,透過興建再生能源、儲能設備、購買綠電憑證及代金等方式共同參與再生能源的推廣。

然而,由於太陽能發電與風力發電這類以天然資源為主的再生能源,基於其來源及連續性是受到季節等非人為因素所決定,而其波動性與間歇性則會影響整體電網對電力供應的穩定性。為了降低今後大量導入再生能源比例,對整體供電系統可能造成的衝擊,透過搭配相對應的儲能系統,並透過儲能系統本身具有的快速反應及高效能功率輸出等特性,降低及消除大量再生能源發電可能帶給電網穩定性的衝擊,就成了現階段最為可靠且可行的解決方案。

另外,對於產業界的用電大戶而言,在台灣想要藉由興建再生能源或購買綠電憑證,達到法規上所規範的設置一定比例再生能源,實際上都存有窒礙難行的因素;因此, 透過儲能設備的建置 以滿足法律規範的要求 勢必也將成為產業界最具效益的方向

如何確保 24 小時供電穩定,是半導體、化工業挑戰

當然,建置儲能系統對個別企業的營運影響,自然會因為個別企業的用電模式有所不同。像是具有 24 小時不間斷運作特性的半導體產業或化工產業,對於本身用電負載可以加以平衡調節,使其 24 小時週期間用電趨於平穩,沒有瞬間或短週期的尖峰負載。

這類型業者若建置儲能系統,除了藉此符合法規要求外,還可以尋求其他電力交易平台,如需量反應等應用,藉此提高經濟效益。

平衡尖峰時段的用電需求,也是節省營運成本關鍵

另一類型的應用,則是當個別企業本身用電負載,實質上需求無法以內部調度調整方式平準化,這時建置適當的儲能系統,就能針對瞬間或短週期的尖峰負載加以調節,使得企業的電力契約容量負載得到有效降低,不僅可以直接達到節省費用的目的,還可以穩定用電品質。

當然,能源轉型除了導入再生能源之外,另一個重點則是以 分散式供電架構 取代既有的集中式供電架構,藉此增加電力系統彈性調度需求。

採用分散式供電架構,主要是因應單一再生能源發電系統發電量有限,如果沿用傳統的集中式供電架構,將在供電傳輸上造成一定比例的損耗,並增加電力調度上的複雜度。因此,透過分散式微電網架構,做到當地發電當地使用,不僅可減少遠距離傳輸的損耗,亦可提高使用效率。

只是分散式供電架構中,因為規模小、發電又相對不穩定,為避免微電網架構因發電與用電的變化無法調節而導致斷電,藉由儲能系統的配置,進行智能調節,確保微電網如同大電網一般的穩定,將會是儲能系統在今後能源轉型過程中,扮演的另一個重要角色。

儲能系統是智慧轉型的最大關鍵

儲能系統在 能源轉型過程 中的角色吃重,什麼樣的儲能系統,才能肩負起這樣的重責大任,台達電子儲能元件事業處協理陳錦明認為,一個儲能系統應該要具備有 3 項重要的因素,分別是電池儲能系統(BESS)、電力調節系統(PCS)以及能源管理系統(EMS)。

台達電子儲能元件事業處協理陳錦明(圖片來源:科技報橘)

其中,電池儲能系統猶如人體中的脂肪,負責熱量(電力)的儲存,並協助進行電力調度;而電力調節系統則像是人體中的肌肉,擔任用力出力(充/放電)的角色,同時,可透過搭配系統控制器,提供進一步的能源管理、調度、及改善電力品質等功能;至於能源管理系統則扮演了大腦的角色,不僅要隨時監控電力調節系統與電池儲能系統狀態,還要依據即時電力負載需求,調度儲能系統因應,以維持電力穩定,亦要能提供管理介面與報表的功能,讓系統的運作得以一目瞭然。

陳錦明指出,現實中,不論是企業運作或個人生活,多數的設備與服務應用背後都需要有電力的支持,穩定的電力供應可說是推動整個社會運轉時的基本要素。而在能源轉型過程中,不論是再生能源比例增加或興建分散式電網,都可能會對電力的穩定供應形成挑戰,亦將對企業營運造成影響。但如何降低能源轉型過程中所產生的衝擊,是企業與整個社會都要共同來解決的問題。

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