全面聚焦家用储能系统,全汉协同伙伴共同打造智慧微电网价值链
▲ 左為全汉企业专案副理陈毅博士,右為全汉企业营运长郑名翔。
(图片来源:科技新报)
以电源供应器起家的全汉企业(FSP),长久致力於新能源的技术开发,為呼应全球 2050 年计划达成的净零排放目标,与台湾推动的 2050 年净零转型计画,全汉企业全面开发智慧微电网(Smart Microgrid)系统及解决方案,透过再生能源技术与分散式储能系统(Distributed ESS)等能源基础设施的整合,进而发挥循环永续及能源独立的终极效益。
目前全球已有 136 个国家宣示净零排放,加入全球低碳排放行动,共同守住 IPCC 联合国政府间气候变迁专门委员会所呼吁的「摄氏 1.5℃ 升温临界值」。各国必须逐步在 2030 年将温室气体排放量减少 50%(至少 43%),并於 2050 年达成净零排放,才能有效减缓全球暖化的速度。我国也於 2022 年 3 月公布「台湾 2050 净零排放路径及策略总说明」,提出 8 年 9,000 亿预算推动涵盖能源、产业、生活与社会四大转型工程的净零转型计画。
具备削峰填谷作用,微电网系统成為善用再生能源强力后盾
提升再生能源比重已经成為政府既定方针,全面朝向 2025 年达成 20% 佔比的目标迈进。随着再生能源设备及应用需求的不断扩大,势必会对传统电网的运转稳定性与调度能力造成影响。全汉企业专案副理陈毅博士表示,如何开发能够提升能源效率并确保能源供应稳定的再生能源技术,将会是一大重点。对此,全汉特别祭出智慧微电网系统及分散式发电技术,以实现智能电力调度与提升电网韧性之目标。
陈毅强调指出,必须将再生能源系统以及电源供应器、充电器及电池等储能系统及周边全部整合,才能打造出能发挥循环永续与能源独立效益的智慧微电网系统。全汉所开发的家用太阳能分散式微电网系统,便同时整合了太阳能系统、高转换效率充电器、逆变器及自动切换开关。
根据全汉的定义,微电网系统是由一系列分散式发电设备与负载相互连结而成且电力分界清楚分明的特定区域。微电网系统的最大效益莫过於可做為再生能源稳定併入既有电网的强力后盾,再加上该系统具备削峰填谷、调节尖峰用电的作用,对於电网负荷及尖峰用电的舒缓与调节起到明显的助益。
相对於传统电网,我们可以将智慧微电网视為家庭及社区周边的微型发电厂及供电站,其既可独立运作,也可併入智慧电网之中,在天然灾害之后,还能发挥紧急备用电力的作用。陈毅补充指出,所谓智慧微电网,其前端发电网必须具备再生能源,除了输配电端具备储能系统外,本地端也要设有储能系统。进一步而言,本地端会由一系列小型自发自用的微电网设备(电池、太阳能板、逆变器、感测器、电池模组、电动车充电椿等)组成。
诉诸由下而上的能源合作,打造 V2G 智慧充/换电站创新商业模式
微电网可广泛应用於住宅、商办大楼、学校及医院,為了有效验证并调度用电端的发电及储电,全汉建议可借鑑日本,透过 IoT 资通讯技术,提升再生能源的调整力,在确保供电稳定的基础下,同时结合业界為用户端提供兼顾家庭到企业、充电桩管理到智慧路灯的多元能源管理系统,进而即时管理所有用电端的状况。
由此可见能源管理系统对於智慧微电网的重要性,至於如何利用能源管理系统来有效展现再生能源调整力,全汉认為台湾应从「负载追随」逐步进展到「由下而上的能源合作」,在场域及家庭智慧电网进一步发展并聚合成城市级「虚拟电厂」(Virtual Power Plant, VPP)之后,便能透过适当的能源管理,平衡城市的能源供需,并稳定地区的能源供给。在家用方面,随着未来智慧电表(AMI)、电动车充电桩、智慧家电及储能设备普及之后,即可透过方便的家庭能源管理系统(HEMS),让民眾享受能源自主及自动需量反应(ADR)的果实。
▲ 全汉提供优良稳定的太阳能逆变器与储能产品:HySpirit Three Phase 10kW和 EMERGY 1000(图左至右)。
(图片来源:科技新报)
除此之外,今后智慧微电网最被看好的潜在应用之一,就是未来电动车透过智慧微电网,能享受结合太阳能、储能与能源管理系统最佳调度,发挥优化电力成本、稳定能源效能等效益的充电服务。全汉透过电动车充电示范场域的建立,导入时间电价/电能管理,推广需量反应/辅助服务,进而打造「车辆对电网」(V2G)智慧充/换电站的创新商业模式,完美展现电动车离峰充电,尖峰回输的强大效益。如今随着福斯、BMW 和现代等车厂纷纷开始支援 V2G 及「车辆对家庭」(V2H)功能,未来全汉能将家用储能系统与电动车整合起来,打造方便的双向充放电平台。
致力开发可移动化、智能化、客製化及模组化微电网储能系统
当前储能系统大致分成表前(Front-the-Meter, FTM)支援自动频率控制(AFC)的电网级设备,以及适用於表后(Behind-the-Meter, BTM)具备 All-in-One 家用储能功能的微电网级产品。现行普遍的电网储能装置包括蓄电池、超级电容、飞轮、超导磁场储能、氢储能、压缩空气储能、抽蓄水力储能及液流电池等。
相对於传统智慧电网市场上动輒百万瓦以上的表前储能系统,目前全汉储能系统主要锁定表后,提供适用智慧微电网的各种储能系统,包括适用智慧家庭小於 10kW 的 AiO 及移动式储能设备,以及锁定智慧商办小於 60kW 及主打智慧工厂小於 100kW 的储能系统。通常商办及工厂储能系统的设计重点在於发挥应急、辅助及节能省电的效益。至於家用储存设备的设计则趋向於备载,甚至能透过卖电来创造额外收益。
值得一提的是,全汉系列储能产品兼具可移动化、智能化、客製化及模组化特性。除此之外,该公司并经由微客製设计逆变器及电池模组等部件,来满足客户对於需量反应、及时备载或不断电供电等各种需求。
陈毅表示,全汉诉诸以硬体进入储能市场的策略,同时聚集合作伙伴推出极具市场竞争力的整合性产品,并主张透过储能设备、再生能源及电力交易的整合,提升电网供电稳定性,实现区域电力共享。全汉智慧微电网系统及解决方案透过储能系统与国家电网的结合,将自用及公用充电场域连结在一起,进而发挥自发自用、躉购获利及零净能源的多重效益。
多元成功案例与高效绿能产品相辅相成,协助客户实现 ESG 转型
多年来,全汉在全球各地及不同领域缔造许多成功案例。例如 2020 年在德国北部 Peenemünde Airfield 机场及 Peenemünde Harbour 港口两个当地电网无法到达的区域分别导入 60kW 及 10kW 储存能系统,成功為厂区与二战潜艇改造的博物馆提供充沛且稳定的电力与照明。
2016 年,全汉透过 4 台储能产品、电池模组及智慧建筑能源管理系统(BEMS),在台北文山兴隆国宅打造全国第一座公共住宅导入智慧电网储能系统的示范场域,成功在尖峰用量时段执行需量反应,进而实现节能减碳的效益。2014 年,中科院在金门东坑打造台湾第一个「零碳社区」,全汉参与其中储能示范系统的前期研究,提供 46kW 逆变器、145 度电电池模组及相搭配的能源管理系统,进而為当时政府全力打造分散式微电网计画的实际行动中贡献心力。
拥有多年丰富储能系统开发经验的全汉,為呼应政府净零排放目标与净零转型计画,长久致力研发支援安全、洁净可再生能源的高效率绿能产品与技术,协助家庭与企业实现 ESG 转型。「全汉会以研发团队為核心,诉诸更高的研发能量,全面聚焦在能创造独特价值并能实际落地的家用微电网系统及解决方案上,」全汉企业营运长郑名翔总结指出。「家用储能设备将会扮演带动智慧微电网全面普及发展的关键,全汉希望能从中贡献心力、创造价值。」
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