〈工業技術與資訊〉分散式能源崛起 -
透過「虛擬電廠」整合再生能源、儲能設備、備援電力等分散式能源，已成為能源管理新顯學（09/26/2021 鉅亨網新聞）
逐年攀升的尖峰負載，讓臺灣的能源使用規劃，成為各方焦點。跳脫興建更多電廠的思維，透過「虛擬電廠」，整合再生能源、儲能設備、備援電力等分散式能源，已成為能源管理新顯學。隨著再生能源占比逐步升高，為了解決供電間歇性的問題，能長時間儲存電力的「液流電池」也備受關注。
數 10 年來，臺灣傳統電力供應以大型電廠為主，想要解決尖峰用電問題，除了蓋電廠外，是否還有更省成本、更有效率的解方？
攤開臺灣的用電分布，若以 1 年 8,760 小時來看，臺灣每年用電最多的 200 個小時，對於電力系統產生的額外需求大約為 2GW，相當於年度用電尖峰的 5%，且大多集中在夏季。工研院綠能與環境研究所組長梁佩芳認為，若要持續蓋電廠，得先思考 2 個問題：一是電廠投資大、建廠時間久，還會面臨環保抗爭行動；二是只為了每年 200 小時的尖峰需求興建新電廠，似乎也不太符合投資效益。
其實除了大型電廠之外，民間也暗藏不少中小型的電力資源，像是散落在企業、工廠、住家裡的太陽能、風力、儲能設備、備援發電機、UPS 系統和電動車等。隨著供電挑戰愈來愈大，未來必須要更加靈活善用這些電力資源。「虛擬電廠」概念應運而生，「就是將分散式的中小型資源聚合起來，變成可靠的電力供應來源，就像一個可受控制的電廠。」
用戶代理人扮演關鍵角色
當傳統以大型機組為主的集中式電力系統，走向分散式電力系統後，原先單純做為電力的消費者，同時也轉為電力供給的產銷者。正因為聚集了各種不同類型的用戶參與，虛擬電廠有著更大的調度彈性，能在短時間內提供尖峰負載電力，也能為電力公司提供輔助服務。
相比過去台電控制大電廠，只要一個指令；當眾多小資源集結時，該如何有效管理就成了關鍵。這造就一個角色興起，也就是所謂的「聚合者」或「用戶代理人」（Aggregator），「他必須聚合用戶資源，就像一個統一窗口，去台電或電力市場報價，未來代理人會是新的商機。」
「虛擬電廠有很多不同機制，有些可以做出一桌菜，有些就是很專業的一道菜，不同公司的營運策略都不一樣。」梁佩芳表示，目前虛擬電廠在國際已有不少成功案例，以全球知名的德國公司 Next Kraftwerke 來說，旗下聚合超過 1 萬個用戶，裝置容量達 8GW 以上，並依據用戶特性，設計不同方案，有些投入電力交易市場，有些則投入輔助服務市場；特斯拉（Tesla）也在加州聚集旗下家用儲能設備 Powerwall 的用戶，向電力公司提供電網服務，當加州電力不夠時，便控制電池放電。
滿足五大條件 虛擬電廠商機可期
梁佩芳認為，虛擬電廠必須具備 5 項條件才能發揮其優勢。第一是 ICT 的基礎建設，為了讓代理人清楚掌握每個參與者的狀況，需要導入智慧電表等 ICT 應用，才能即時掌握數據。
第二是預測。代理人需了解電力系統狀況，進行負載預測，事先讓參與者知道未來幾天的用電趨勢，讓用戶有心理準備，提高用戶的參與意願，不至於突然收到斷線通知，措手不及。
第三是打造客製化方案。因應不同參與者的特性，客製化電力的供應狀態，而非所有人一體適用的規則，甚至是調整用戶的生產行為。比如台電大多在下午 1 點到 3 點的尖峰時間，要求降低用電，或許就能和工廠討論改變生產排程。
第四是對市場的了解。代理人需對市場敏銳，針對用戶屬性，細分成不同群體，參與市場上的不同計畫。台電現已要求，未來代理人參與電力市場，必須取得「合格排程者」（Qualified Scheduling Entity；QSE）的資格，代表代理人對市場有基本了解。
第五是決策技術。如何安排出最妥適的方法，讓參與者的成本降低，在電力市場獲得比較高的回報；同時也要有預先準備，當執行期間發生意外的話，如何啟動緊急機制，這些都需要依賴精密的排程決策。
雖然目前臺灣的虛擬電廠概念在仍在起步階段，代理人角色也仍舊偏少，但可以預期，台電的電力交易平台正式上線後，「臺灣的市場就會打開，未來參與電力市場服務會比以前更加自由、開放，只要聚合資源就能去交易，許多業者都在準備，商機可期。」
四大優勢 液流電池成儲能新星
在分散式能源系統中，再生能源和儲能設備不僅是其中的重要一環，兩者也有高度相關。隨著再生能源的占比逐漸增加，面對「看天吃飯」的間歇特性，更需要長時間的儲能設備，才能 24 小時供應綠電，而安全性更高、儲能時間又長的「液流電池」開始受到關注。
工研院綠能所組長張文昇指出，液流電池顧名思義「就是電池裡有液體流動」。液流電池包含 2 個大型的電解液桶槽，內含可儲存電力的活性物質，將電解液以管線輸送到中央元件，稱其為「電堆」。當需要充放電時，便透過泵浦將液體輸送至電堆，產生電子轉移，以此進行放電或儲電。根據電池種類不同，液流電池可使用多種不同金屬元素組成，目前最成熟的便是採用釩離子的液流電池系統。
比起傳統鋰電池，液流電池具備更多優勢。第一是安全，挑選電池首重安全考量，用水溶液安全性高，無爆炸跟自燃風險。第二是設計更有彈性，由於能量是儲存在液體裡，桶槽愈大，能提供的能量就愈多，根據不同應用情境，只要增加桶槽與電解液，儲存的能量與時間就能更多、更久。
第三是使用壽命長，深度充放電循環可超過 2 萬次，至少用 20 年沒問題，平均儲能成本攤提下來，在長時間儲存上比鋰電池更划算。第四活性物質在液體裡容易回收，即使電池長期使用後，裡頭的有價金屬也不耗損。
「液流電池屬於長跑型的選手，潛力上就是適合做連續長時間的放電和儲存，」張文昇說。這也是為什麼液流電池特別適合作為長時間儲能用途，面對間歇性的再生能源，可將綠電安全、穩定的儲存起來，扮演重要的調節角色。
由於能量是儲存在液體裡，桶槽愈大，能提供的能量就愈多，根據不同應用情境，只要增加桶槽與電解液，儲存的能量與時間就能更多、更久。
打造電堆 2 倍功率 創國際領先水準
早在 2008 年，工研院便意識到儲能會是未來電力系統的要角，率先進行小型的前瞻計畫，評估各種不同的儲能方法。直到 2017 年正式投入，在沙崙綠能科技示範場域打造液流電池系統。
張文昇指出，液流電池有幾個研發關鍵。第一也是最重要的，便是位於中央位置的電堆，「電池所有的功率跟充放電效率，都在那裡決定。」第二是電解液性質，由於活性物質儲存在液體裡，就像泡咖啡，水加太少，底部就會有很多顆粒沉澱，若能在相同體積中，溶解更多活性物質，就能儲存更多能量。第三是系統整合介面，如何讓液體流動的最好、耗電最低，牽涉到系統設計問題。
工研院在電堆上花最多心思，除了在結構設計面讓能源效率最大化，材料也經過最適化調整，比起市面上相同體積的電堆，工研院可輸出 2 倍以上的功率，居於國際領先水準。
應用範圍廣 積極導入產業
目前工研院已在沙崙打造一套 200 度電的儲能系統，近似於 2 萬顆手機電池的容量。未來沙崙場域希望可以達到電力自給自足達 50% 的程度，儲能系統能調節尖峰負載，也能支援夜間用電，甚至在停電時做為緊急備援電力。
工研院也將此套系統投入產業使用。工研院綠能所總監楊昌中指出，2019 年，工研院和中油攜手打造首座多元電力供應及儲能系統的智慧加油站「臺南前鋒路示範站」。因應未來的電車趨勢，中油率先啟動轉型，著手布建百分百使用再生能源的全綠能站體，提供加油站本身與電動機車充換電需求，其中的儲能系統便是採用安全性更高的釩液流電池。
今年 1 月，政府也通過「一定契約容量以上之電力用戶應設置再生能源發電設備管理辦法」，俗稱「用電大戶」條款，規範契約容量 5,000kW 以上的用戶，必須在 5 年內設置契約容量 10% 的再生能源，而液流電池也很適合推展至工業區和住商大樓。
除了國內的產業化進度外，目前也有國際電池材料公司，委託工研院進行測試工作，顯示技術已被國際認可。工研院也積極將技術技轉給臺灣電池和儲能業者，「透過扶植臺灣有潛力的廠商，讓此技術做到電堆百分之百 MIT，」楊昌中說。在分散式能源和再生能源的發展下，工研院持續以扎實技術力，協助臺灣迎接能源新時代。
完整內容請見：
https://news.cnyes.com/news/id/4729870
♡
身循環電池 在 Re: [請益] 請教UPS(不斷電系統)的一些問題- 看板PC_Shopping 的推薦與評價
一個UPS文可以戰這麼多頁@@
1.除非是高階商用或資料中心用UPS，不然家庭用一般UPS都不是設計連續輸出使用的
即使買到在線互動式/在線式也是一樣，只能適合一定時間內輸出使用
要長時間使用就是UPS擋跳電瞬間，並撐到發電機啟動，之後由發電機接手負載
如果要純固態不用發電機，那就要考慮逆變器，利用直流供電至交流電負載
優良的逆變器本身效率高，輸出功率因數好，可適用多種負載應用並允許短暫超載
長時間輸出下會穩定很多
2.UPS/逆變器的直流電源多採用鉛酸電池，為了應付供電需求，鉛酸電池必須要使用
高率放電(High Rate Discharge)，也就是說電池不是看Ah，而是看cell的W/min
因為Ah都是在恆定小電流得到的，但對於高率放電輸出需求，則看單位時間cell放電功率
例如一個42W/cell @10min的12V鉛酸電池，在10分鐘內釋出252W的功率就會乾掉了
電池串並聯組合可以增加輸出功率及時間，電池組越大，輸出功率瞬間不軟腳也撐得久
所以電信機房等需要長時間不斷電的，除UPS室以外都會有一兩間很大的電瓶室
裡面有很多串並聯組合的電池組，通常大型不停電系統會使用單顆2V的鉛酸電池去組合
單顆2V電池容量及放電功率都可以做的很大，依此來維持整體系統的電力供應
當然有電池就要維護，跟發電機一樣，不然緊急時刻電池軟腳可是不行的
真的要具備一套這樣的不停電系統，不僅家中要有空間放設備，還要定期進行維護
才能真正在需要時刻支撐起來，維護時光是換電池的費用就很可觀了
3.有人問難道不能像路邊小攤販一樣汽車電池一夾就好了嗎?
汽機車的鉛酸電池屬於動力電池，本身放電容量若放到50%以下就會有損傷電池的可能
而上述不斷電場合需要使用深循環電池，放電範圍廣才能充分利用電池的能量
以上報告完畢，謝謝收看
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 114.40.162.47
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/PC_Shopping/M.1526756840.A.3DF.html
容量越大，自然功率元件也就越大，所以體積小不了，還要有散熱片的空間
是的，UPS主要功能就是撐到發電機起來，然後由發電機去供應負載
因為容量一大，維護固態不斷電設備的費用就比維護發電機貴多了
發電機就跟車子一樣，檢查油水還有啟動電池，定期發動試俥，運轉時間到就保養點檢
注意柴油存量，不然還蠻少出問題，倒是有發生過連續運轉，機組過熱產生危險
需求24小時不斷電的設備的確有需求，居家可以使用UPS一般足夠
材料/藥物儲存用冰箱等高耗電設備還是要靠發電機
例如在下服役的公司，只要一歲修，就會把不能斷電的設備轉移到發電機供電線路上
台電停電，那些設備就靠發電機來持續運作
因為不需移動，所以鉛酸的重量不成缺點，而其容量密度/單位成本來說仍最便宜
所以主力還是使用鉛酸電池
是的
YUASA REW是高率放電長壽命型，REC是深循環放電用
所以前者適用UPS短暫放電，後者適用放電深度較深場合例如電動車等等
狼嫂表示：
定期保養維護，還有運轉時的噪音與廢氣對自己及鄰居的影響等等
而且只用發電機沒搭UPS，電力突然中斷還是會全黑，要切換供電來源才能恢復電力
(暈)
神奇的冰箱XD
發電機就像車子一樣，放著不走就容易掛
※ 編輯: wolflsi (114.40.162.47), 05/20/2018 23:48:01
... <看更多>