全球新的能源革命正要開始。根據國際能源署估計，到2035年，石油產生的電力將每年衰退2.2%，核能年成長1.6%；中間差異及新生的需求，主要由再生能源供應，每年成長3.2%。

其中成長最快速的是太陽能，以每年15%的速度成長，但到2035年僅能供應全球1%的電力；第二快的是風力發電，每年成長8.4%，由於起步較早，佔有相當大的市場，據評估未來將供應全球用電量的5%；其他包括潮差發電、地熱發電及生質能源等，也是各國積極開發的新能源，成長速度都快過石化能源。

就發電端而言，過去受到青睞的，是以火力或核能為燃料的集中式能源系統，這類大型發電廠負責發電配送，整個電網架構只要能夠調頻、輸電即可，較為簡單。但在分散式能源系統崛起的今日，可以看到建築屋頂上裝設太陽能板，在北海道還有能將電賣給電力公司的例子存在；此外，動力車輛逐漸趨向電能的使用，油電混合或純電能發動車輛逐漸受到重視，還有燃料電池的積極發展，也可視為此系列能源發展的延伸。

這類現象使得電力的生產與使用型式愈來愈分散，連結各類技術與產業，延伸為智慧電網也勢在必行。

大型電廠不會消除 再生能源依賴增加

觀察目前發展，未來三十年內，大型發電廠不會完全消除，再生能源則會逐步增加，在能源需求與價格持續上升的同時，大家都在尋找更有效率與潔淨的發電方式，就此來看節能不僅是全球的趨勢，還將影響國家競爭力。

但就現在的技術而言，再生能源是否會是能源發展的救星？這點仍需要觀察，在分散式的微型電網架構下，再生能源的併網，必須做到非常精確及完整的電力調配，如此智慧電網的自我調配及控制相形重要許多，尤其當再生能源併網比例提升到一定的程度時，對於區域電力將會造成影響。

圖一

因為再生能源併入區域電網後，電壓波動及電力潮流的流向會產生大幅變動，包括像是低電壓穿越、能源管理系統或儲能等相關技術，都需要感測系統的支援，電網才能平穩的應用，當再生能源在電網中的比例超過10%，對電網的運作就有很大的衝擊，因此如何在電力流發生變化時，就可即時掌握相關影響，並可依邏輯處理電網的應變措施，成為智慧電網發展的重要課題。

再生能源併網控管 量測監控智慧模擬

核能研究所目前正與美商國家儀器(NI)合作，使用NI PXI模組化平台，並利用 LabVIEW 所提供的功能，進行多通道即時擷取電壓訊號，使該系統得以即時偵測包括突波、量測相位、功率及頻率等波形變化，以達到及時的監控電力品質的效能；此外，為了達到系統長時間穩定量測的目的， PXI平台亦搭配即時作業系統，可獨立執行LabVIEW程式，操作人員可藉由網路遠端監控方式，了解目前電力監控的狀態。

過去風力發電機設計不夠完備，原因亦包括設計工具的不足，藉LabVIEW 軟體與 LabVIEW 控制設計與模擬模組，建置完整的風力系統模擬器，將風力渦輪、機械驅動鏈、發電機、電網 (Grid)與控制器等設備，均可倒入模擬架構中，針對高成本的測試系統，提供合適的數值模擬環境。

基本上分散型電網的孤島運轉，其實技術已成熟，像台塑麥寮六輕廠房就已有孤島運轉的能力，之前921地震期間，全台灣唯一會亮的地方就只有麥寮，不過現有的作法多是以汽電共生這種較為穩定的技術供電，對於再生能源發電，業界及學界均仍在努力中。

透過這類電力管理系統的基礎研究，對智慧電力設備的發展有直接的助益，透過感測設備將發電的現況、再生能源因素的預測，以及現實或預期用電的狀況進行資訊整合，把用電端及發電端資訊整合，加上各項發電成本，透過人工智慧進行邏輯運算，即可做出電力調配的最佳決策，核能所目前透過基礎研究發展調度系統，開發相關設備作未來技轉的準備，未來加上即時電價的資訊，智慧用電將會更為經濟。

小型風機台灣商機 業界配合才能克服瓶頸

不過技術發展雖已相當穩健，但仍有商業考量的問題需要克服，像在開發一些新的設備時，一些重要的硬體的生產製造卻找不到廠商願意支援，研究單位必須自行進行模具的開發及製造，這使得技術研發遭受阻礙，相對於國外的研究計畫在政府主導下，在前端就有設備商進駐，與學界形成一個聯盟，在技術研發的同時，所設計出來的設備立刻可以符合業界製造的要求，台灣目前還缺乏這類型運作模型，對後續的技轉造成了一定的困難度。

過去所發展的大型集中式發電設施，由於關鍵技術多掌握在少數國外業者手中，台灣業者的發揮空間有限；而當走向分散式能源系統時，更需要輕薄短小的發電來源，如太陽光電、風力等，這時台灣就有機會成為能源科技，甚或是能源的輸出國，尤其是中小型的風機，將會是台灣廠商的機會點所在，根據統計，預期在2020年風機的市場將會有每年30%以上的成長，而台灣廠商對成本及技術控管的能力，更強化這類設備製造的競爭力，光是2010年，台灣風機出口外銷，就超過4億台幣營業額，顯示出龐大商機。

目前世界各國都在發展智慧電網產業，再生能源的確是重要的一環，尤其是台灣這類極度仰賴能源進口的國家，更是如此，當台灣98%的能源都仰賴進口時，發展再生能源降低依賴比例，絕對是當務之急。」加上主流的大型電廠不但高排碳，能量耗損更是嚴重，因此整合再生能源的智慧電網，其技術發展絕對是台灣未來的趨勢。