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2010-09-27 資料來源:原能會

行政院原子能委員會核能研究所(以下簡稱核研所)目前投入發展低壓側微型電網技術,完成國內首座「百瓩級微型電網試驗場」之建置,並已陸續與包括中興電工等國內數家廠商,完成簽訂合作意願書,未來核研所將積極扮演中游系統整合的角色,以協助台灣智慧電網的技術提昇及產業發展。

為因應世界能源短缺及抑制溫室氣體之排放,發展再生能源已成為世界趨勢。再生能源包括風能、太陽能、地熱、以及生質能等,必須根據地區的條件發展,其所產生的電力有規模小而分散的特性,形成所謂微型電網(Micro Grid)(註一),而其必須與大電力系統形成互補作用,因此所謂智慧型電網(Smart Grid)(註二)即因應而生。

根據美國電力研究機構(EPRI)之分析數據,智慧型電網約可節省4~10%用電及耗電,並可降低尖峰用電15%。以台灣地區,每年發電2000億度估計,預計可節省80~200億度/年(約200~500億元/年,以2.5元/度電估算),並降低4 GW的昂貴尖峰備載設備成本(約400億元,以10,000元/kW建置成本估算),依2008年台灣電力工程研討會之台電對智慧型電網減碳效益評估,台灣發展智慧型電網預估在2020年可減少CO2排放量409萬公噸。

行政院於97年通過「永續能源政策綱領」,其政策目標是提升能源使用效率,開發對環境友善的潔淨能源,並規劃於2025年使用無碳之再生能源達8 %以上為目標。由於再生能源發電具有間歇與不確定性,以目前技術而言,若區域電網之再生能源佔比提高到一定程度(5%以上) 時,將會衝擊區域電網的電力穩定性。因此,核研所著手進行微型電網之電力控制及能源管理關鍵技術之開發,以解決區域電網之再生能源滲透率(註三)提高對電力穩定性衝擊的問題。

目前核研所投入發展低壓側微型電網技術,完成國內首座「百瓩級微型電網試驗場」之建置(圖1.),該試驗場包括輸配電工程、保護電驛、開關箱、可控制負載箱、電能監控系統、再生能源如聚光型太陽光電(HCPV)及風力發電引接工程等,並已能透過微型電網供電至所區使用。核研所微型電網關鍵技術之建立,包括系統動態模擬與負載分析、智慧型分散式感測與控制、備載與儲能系統控制、微電網專用電力電子設備研製等,其中完成開發固態氧化物燃料電池(SOFC)專用之5 kW 48 V直流輸入400 V直流輸出電能轉換器,最高效率可達97.1% (國內現有5 kW級直流轉換器之最高效率為92~95%);5 kW 400V直流輸入220V交流輸出之市電併聯換流器,最高效率可達98.5%(國內現有5 kW級換流器之最高效率約為96%),均已達國際水準,若應用此電力轉換器以提高能源使用效率1%而言,預估每年將節省20億度電力支出(50億元/年)。目前核研所已陸續與中興電工等國內數家廠商,完成簽訂合作意願書,未來核研所將積極扮演中游系統整合的角色,將做為前瞻性技術研究及下游產業技術整合及測試的平台,以協助台灣智慧電網的技術提昇及產業發展。

【新聞小辭典】

  1. 「微型電網(Micro Grid)」係指電網及分散式電源加上資通訊及電力控制技術,使分散式再生能源能順利併入市電發電,或孤島運轉提供區域電網內負載電力平衡。
  2. 「智慧型電網(Smart Grid)」係指具有人工智慧的電力供應網,它能即時機動地整合調配調度用電供需,並達到最佳節能的電力管理。
  3. 「再生能源滲透率」係指區域之再生能源發電量佔負載用電量的比例。由於再生能源發電的不確定性,為穩定供電,滲透率越高之電力控制技術門檻越高。

核研所再生能源微型電網示範系統研發現況