智慧電網誕生!能源2.0時代來臨

智慧電網的誕生,讓電力公司利用遠端監控系統了解用電狀況,並進行電量調配,用戶端也能隨時掌握自己的用電情形,並進一步調節用電量,達到省錢的效果。這不只宣告了「能源2.0」時代到來,更可望帶動能源資通訊產業的發展,引爆龐大商機。

油電價格不斷上漲的年代,有什麼方法可以節能省荷包?

將傳統的電力配送系統和資訊科技結合在一起的智慧電網(Smart Grid),將是新的解決方案。「簡單地說,智慧電網就是把IT科技和傳統電力系統進行結合,讓電力網絡變得更『聰明』,」資策會MIC資深產業分析師龔俊光表示。

智慧電網能夠「聰明」的關鍵,在於它具有「雙向溝通」的功能:電力公司不再只是單向賣電給用戶,用戶端的用電資訊也能透過網路,即時傳回電力公司,讓電力公司利用遠端監控系統,了解各地的用電狀況,並進行電量調配。而用戶端也能隨時掌握自己的用電情形,並進一步調節用電量,達到省電、省錢的效果。

智慧電網普及後,未來電價將不再只是單一費率,而會隨著白天、傍晚與凌晨時段的不同有所差異。你可以上網查看家裡的用電狀況,並依據「時間電價」,選擇在最便宜的費率時段,使用冷氣空調、洗衣機、開飲機等高耗電的電器用品;當電價開始上漲則減少用電,節省荷包。甚至你家的電腦還會依據你的作息狀況,幫你規劃一套最划算、省錢的用電方案。

如果家裡屋頂裝有太陽能板的發電系統,你還可以把白天產出的電力,賣給居家附近的電力公司,貼補家用。智慧電網可望為我們帶來智慧化的生活模式。

管控電力負載運作

以每年夏季尖峰用電季節為例,電力公司為了應付尖峰時段的最高用電量,就得建置最高規格、最高電力輸出量的發電廠,以隨時待命。然而過了尖峰時段,這些擁有最高規格的發電廠與設備,卻絲毫無用武之地。如果有了智慧電網,電力公司就可以即時監控高壓用戶的用電狀況,管控、抑制尖峰時段的電力負載,未來就無需耗費重金打造最高規格的發電設備,而達到節能減碳的功效。

根據美國杜克能源(Duke Energy)預估,在美國地區試行的智慧電網計畫,三年內用電量將可減少三百五十至一千八百七十億仟瓦,這相當於四百萬至兩千萬輛行駛中汽車的碳排放量,節能減碳的效果驚人。除了可以發揮「節能」的功效外,聰明的智慧電網還能發揮「自我療癒」的功能,避免發生大規模斷電的危機。

二○○三年八月十四日,美國東岸八個州與加拿大安大略、魁北克省發生了北美地區史上最嚴重的大停電,不僅波及人數高達五千萬以上,相關經濟損失更超過六十億美元。而美東大停電的主因,竟然只是因為俄亥俄州一家電力公司太久沒有修剪廠區樹木,導致有三條高壓電纜因碰觸到樹枝而發生短路,接著形成骨牌效應,造成美東地區所有電力網絡大跳電。

美加大跳電事件,也讓美國能源部提出了建構智慧電網的計畫,「智慧電網所具備的即時監控功能以及資料分析能力,將能大幅提升供電的可靠性,」工研院能環所電控與感測技術組組長何無忌表示,如果某一發電機或電廠發生斷電情況,智慧電網的感測器將能即時發現、快速診斷,並藉由故障管理系統,把斷電的傷害降至最低。這也就是所謂的「自我療癒」功能。

擁有節能概念、自癒功能,以及提高供電可靠性的智慧電網,已被美國總統歐巴馬視為重要的施政措施之一。今年十月底,歐巴馬宣布將斥資三十四億美元在美國四十九個州建構智慧電網,並協助一千八百萬個家庭裝設智慧電表,讓美國民眾能夠節省電費,並減少各地的停電事故。其他像是中國、日本、義大利、加拿大、澳洲等國也正積極推動智慧電網的試行計畫。

全球節能新政策

目前許多國家都是透過在家庭用戶、企業端裝設智慧電表,作為推動智慧電網的第一步。所謂智慧電表,就是「電子式電表」再加上「網路傳輸」功能。

目前台灣住家所裝設的都是機械式電表,也就是一個轉動的銀色圓盤,旁邊只顯示用電度數,無從得知更詳盡的用電資訊。但有了智慧電表之後,不但能透過電表的顯示螢幕了解用電變化,還能利用智慧電表的通訊傳輸功能,把資訊即時送到網路上。民眾只要上網,就能看到各項用電數據,隨時提醒自己是否用電過度。

何無忌表示,目前國內許多大專院校已開始裝設這樣的智慧電表,打造一套完善的智慧節能系統。舉例來說,台大、清大與交大教室的電力控制系統,會和教務處的「課表」結合,學生下課後或空堂時,系統會自動將教室的冷氣、電燈關掉。在白天時,學生宿舍也會進行電力調節。「校方可以把不需要用電的地方,進行電力卸載,接著再把這些電力分配給需要用電的地方,一年下來可節省數百萬元的電費,」龔俊光說。

六百億元的商機

如果你不想時時刻刻監控自己究竟用了多少電、花了多少錢,在國外Google和微軟還會在網路上提供節能諮詢服務,幫助消費者分析用電狀況,並建議各式節能方案。龔俊光表示,目前已和許多國家電力公司合作的Google PowerMeter系統,就具備分析(分析用電行為)、節費(節省電費,並根據用電紀錄提供各種電費預估)、分享(可比較鄰居用電狀況,參考較省錢的用電方式)三大功能。

根據資策會MIC的預估,到了二○一二年,國內智慧電網所衍生出的商機將達到六百億元的水準。而台電電力研究所主任楊金石也表示,台電目前將針對用電量最高的高壓用戶安裝智慧電表,然後一三年再推廣至一般民眾,預計將有一百萬的家庭與企業用戶試行安裝。屆時將帶動國內資通訊等相關技術的發展與龐大商機,像是智慧電表的感測器、控制器、晶片與網通模組,以及能源管理系統平台、智慧家電等應用產品、各種節能服務,都可望快速成長。

 

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雲竹小棧

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