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應用於微電網之創新技術

林姿伶/ 發布日期:2020/01/02/ 瀏覽次數:77

隨著再生能源議題的興起,微電網的相關技術也逐漸被重視。再生能源具有間歇性與不穩定性之問題,但只要結合了微電網的操作與管理之技術,就能夠改善再生能源的供電品質;此外,微電網也能夠滿足偏遠地區電力基礎設施的不足,提供基本電力服務,以提升當地居民的生活品質。
依據Frost & Sullivan研究報導,2017年與2018年,全球微電網相關技術之專利申請件數分別有584件與799件;其中,中國擁有的專利數量最多,其次為美國,韓國位居第三;而全球前三大專利權人為中國國家電網公司(State Grid Corporation of China)、瑞士艾波比集團(ABB Group)、中國東南大學(Southeast University China),專利申請件數分別為78件、55件、31件(如下圖)。

 

 

應用於微電網之創新技術如下:

一、電網的在線監測系統

美國Sentient Energy公司開發出用於配電網路的感測器及其資料分析平台,用於電網的自動化監控、預測性維護,以及資料網格(data grid)的生成與分析;該系統不僅能夠管理監測電力設備、收集大量資料,藉以分析電網潛在風險,提前發現故障問題,有效減少電網電力運轉中斷的情況。

二、透明化的能源交易系統

美國LO3 Energy公司採用區塊鏈技術來進行微電網電力交易,用於電動汽車的充電系統、社區微電網、點對點能源交易;該系統的每筆交易皆會提供時間日期標籤,並提供前次交易紀錄,有助於使用者追蹤能源交易資料,而交易資訊可進行加密,且竄改數據困難,讓能源交易更加透明化。

三、即插即用的模組化儲能系統

瑞士艾波比集團(ABB Group)開發出即插即用的集裝箱式儲能系統;該系統將電力轉換器(inverter)與電池組整合,不僅減小設備裝置的體積,還能減少出現在電網中的電壓波動與頻率波動,另外,亦具可擴展性,可與太陽光電能源、風力與其他再生能源結合使用。

四、具長效性的集裝箱式儲能系統

日本碍子株式会社(NGK Insulators)開發出長達6至14個小時工作時間之集裝箱式鈉硫電池,可減少維護成本;目前,該系統已部署在新墨西哥州的智慧電網中,以及聖卡塔利娜島法國和日本的微電網中。

五、具電力調節作用的儲能系統

韓國Kokam公司開發出具電力調節作用的儲能系統,用於電力高峰期的電力轉移與短期的供電需求,具快速充放電、體積小、產品生命周期較長之優點;目前,該系統已部署在澳洲的公共事業,作為微電網供電。

六、用於微電網的變速發電機(Variable Speed Generators, VSGs)

美國Innovus Power公司開發出變速發電機,用於微電網供電;變速發電機透過速度的控制,讓發動機以更省油的速度運轉,相較於傳統發電機,變速發電機的使用成本低、氮氧化物排放量少、產品生命周期長。

七、用於微電網的混合動力系統

丹麥Danvest Holding AS公司開發出混合動力系統「Power Box」;該系統將柴油發電機連結風力發電或太陽光電系統,讓發電機長時間在穩定的速度下運轉,藉以減少40%至70%的燃料;目前,該系統已部署在阿根廷、馬來西亞、瑞典、俄羅斯等國家的再生能源系統中。

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