整合創能節能儲能 ─ 融合發電儲電供電

                 儲能在穩定電網與再生能源的應用上扮演相當重要的角色,可以提高整個電力系統的使用效率及發電的經濟效益。如何以「節能」的觀點用於「儲能」,使得在儲電時是最環保、在用電時又能夠是最便宜,可由發電、儲電、用電三方面技術措施來實現理想的節能式儲能,例如:(1)離峰與尖峰間之電力需求緩衝:儲能系統併聯市電電網,提供電力在離峰與尖峰之間作為電力需求之緩衝,例如消峰填谷、穩定電力品質,整合再生能源應用,則更具兼具獨立性與安全性;(2)提供負載端間周邊設備電壓支持作用:獨立型的儲能電池可以做為緊急備用電源,負載周邊組件搭配儲能可以獲得穩定的電壓支持,將電力轉換效率發揮到最高;(3)創能節能儲能整合為一系統:以太陽光電發電(PV)結合儲能應用,二者均為直流電驅動可以避免轉換效率的損失,使得PV發電可用率提高、降低了棄光比,電力使用效率能夠達到最高。

風光儲輸與緊管通電

                 儲能系統的發展在因應風力發電、太陽光電發電、輸配電與變電調度用電等的「風光儲輸」外,應該納入緊急電源、電能管理、交通載具、電源供應的「緊管通電」應用範疇,包括(1)區域智慧電網的微型電網、電源管理應用,(2)離網地區電源的離島村落、緊急供電應用,(3)再生能源發電的電源調節、電壓支持應用,(4)社區用戶儲能的建築環境、備用電源應用,(5)移動電源儲能的電動車輛、分散儲能應用,(6)儲能供電發電的分散應用、調峰調頻應用等。

減碳獲利與緊急救生

                 用於緊急救難系統,例如消防的安全電力,除了緊急照明用的小型蓄電池外,最常見的是使用緊急發電機組,其中蓄電池有循環壽命使用限制問題,而柴油發電機組需要經常維護及燃油箱儲油、噪音空污問題。儲能電池產業除了搭配再生能源應用外,可單獨使用作為緊急備用電力系統,整合創能節能儲能,具有減碳效益、節電獲利、更可以提供緊急供電與救生功能。目前電力用的儲能系統(液流電池、抽蓄水力儲能、鉛酸電池、鋰離子電池、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等)已逐漸進入應用階段,並且可以結合建築物的相關設備來使用,除了可以取代柴油發電機組,在停電時提供必要之照明與緊急電源外,平日的儲能作用也可以達到節能或是電力回收的效果,在與消防安全及緊急電源應用方面,提供必要電力的另一種安全選項。圖1為整合創能儲能之緊急獨立供電系統的行動儲能電站應用案例示意圖說,利用太陽光電發電進行供電以及聯合運用全釩液流電池(VRFB)與二次電池等儲能系統的互補特性,提供離網電力系統具有穩定及高品質的供電能力,可以達到機動彈性發電儲電供電功能。

 

圖1、行動儲能電站應用示意圖

 

參考文獻

[1] EnergyTrend,儲能系統發展趨勢分析-逐步小型化、分散化、家庭化的滲透應用,http://pv.energytrend.com.tw/research/20120622-4158.html ,2012。

作者介紹

謝錦隆
行政院原子能委員會核能研究所 副研究員 陶瓷材料、複合材料、影像分析、電化學工程、複合儲能工程、資料庫管理統計分析、核子工程、輻射防護、新能源整合