綠能微電網不僅點亮離島,還能翻轉再生能源不穩定印象

2018.12.06 by
陳映璇
陳映璇攝影
再生能源具有間歇性與不穩定性,透過微電網系統管理,能讓再生能源發揮最大效益。工研院在六甲院區建置微電網系統測試場域,透過實際運行找出問題改善,未來將推廣至離島。

去年815大停電,全台各地發生大規模無預警跳電仍讓人記憶猶新,為改變過往集中式電力供給,改由小型發配電系統打造「微電網」,更能達到電力自給自足,並加快再生能源發展目標。

兩年前工研院在六甲院區建置微電網系統測試場域,這套系統包含太陽能板、儲能、能源管理設備,能夠進行自動化調配,提供辦公大樓北研館的用電,年省百萬電費。未來工研院想把微電網系統推廣到離島,搶攻綠能商機。

微電網搭配儲能,改善再生能源供電品質

工研院綠能所電力及電網技術組組長梁佩芳表示,目前微電網沒有明確的定義,通常是指可以離開大電網,能獨立運轉的小系統,做到電力自給自足。不過目前工研院這套系統還不能離網,現階段仍需要台電,目標1到2年內做到離網。

這套微電網系統,太陽能裝置容量410KW,儲能櫃有5個、每個櫃子是100KW,總共能存1,000度電。儲能櫃採用台製的鋰電池,而儲能轉換器(PCS)由工研院手工打造,目前這項技術已技轉給大同。由於再生能源具有間歇性發電問題,儲能就扮演電網中調節電力的角色。

由於太陽能變動性大,搭配儲能,可以達成穩定的功率輸出,提升供電品質。
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「我們希望太陽能發電板,可以跟發電廠一樣穩定。」梁佩芳說,同仁會設定系統的目標,主要分為假日、平日兩種模式,平日因北研館用電量多,會讓太陽光電全力發電,儲能系統做搭配,以再生能源輸出平滑為目標。假日因北研館用電量低,則會限制再生能源發電量,一旦儲能系統充飽時,就會抑制太陽光電發電。由於這套微電網沒有脫離台電,因此一旦發生電力多到「逆送」時,就會直接跳電,主要是工研院不能夠賣電給台電,而有這套保護機制。

「因為太陽能的變動性大,透過儲能設備,可以變成穩定的功率輸出,有助於系統的運轉與調度。」工研院綠能所研究員謝廷彥說。

但儲能也不是完全美好的,梁佩芳說,儲能設備需要使用空調,以及當電力輸入、輸出之間必定有損耗,因此當電力輸出時,必須「升壓」讓電流變小,就可減少損耗。加上目前儲能的成本仍相當貴,梁佩芳舉例,一個百萬瓦級的儲能系統,加上電池、儲能轉換器(PCS)、變壓器等成本,約3~6千萬元,價格不便宜。

再生能源具有間歇性發電問題,儲能扮演電網中調節電力的角色,圖為儲能櫃。
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降低柴油發電,推廣離島建置微電網

目前這套微電網系統測試場域,面積約半個足場大,年發電量約517,632度電, 若以一度電3元計算,一年能為工研院六甲院區省下155萬元。

工研院下一步想把微電網系統推廣到離島,因為離島並沒有像台電這樣的「大電網」,離島通常是柴油發電機,再搭配太陽能、風力等再生能源,但有污染、不穩定的問題。工研院也正研發一套適合離島運作的微電網系統,未來透過技轉給業者,還可輸出到東南亞國家。

其實目前澎湖七美島、東吉嶼已有微電網設置。台電今年五月在澎湖七美島設置微電網示範系統,目標2019年完成增設風力發電600KW,並擴充太陽光電系統、儲能系統容量,提高七美綠能發電占比,預估年省5千萬元。

去(2017)年五月原能會核研所與中興電工則在澎湖東吉嶼成功商轉微電網系統,可供應島上共2百多人約92%電力需求。這套微電網包括太陽能裝置容量86KW,能存180度電的儲能電池、200KW柴油發電機以及三條電力負載饋線。

不過原本期待微電網能點亮離島,讓再生能源發揮最大效益,但卻在今年七月傳出停電問題,原因是島上的太陽能設備受到鹽害損壞,因此一旦發電設備受損,微電網也無法發揮作用。

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