在城市的能源系統中,創能與節能往往是最主要的一環,而「儲能」的角色定調為調節作用,什麼時候需要調節呢?那就是電力生產過多,抑或是電力不敷使用的時候。
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城市中儲能系統的運用角色(資料來源:工研院IEK 2016/11) |
工研院產業經濟與趨勢研究中心(IEK)能源研究組經理王孟傑表示,未來如果再生能源大幅的被大眾採用,將會是處處都有發電廠與電力的運輸,此時即需要搭配當地電力設施來加以調節,而搭配的設施就是儲能系統。
由於過去的電網較為單純,發電廠集中發電,而後經過輸電與配電系統,接著就直接分配至每一個使用端中,就是簡單的發、輸、配三種分層管理。而再生能源應用崛起後,發電方式將分散化,需運用ICT(資通訊)技術處理複雜的電力系統。
王孟傑認為,在未來的電力系統中,每一個城市區塊都皆有機會使用儲能系統(如附圖)。最小規模的系統就是家庭電力的自發自用,當一戶家庭在屋頂上安裝太陽能系統後,使用者會希望系統可以將白天生產的電力儲存下來,以供夜晚時分使用。
不過王孟傑也坦言,家庭電力自發自用的應用模式目前仍算少數,因為現行採用的模式大部分都是躉購制度,也就是將太陽能板生產的電力,賣給電力公司,而並不經過自家所使用。不過上述的應用模式,已經逐漸在美國與日本有擴張的趨勢。
圖中的第二階層,為社區內的電力調配。假設在某一個區域,每一戶家庭都具備太陽能系統,或者是有些家庭擁有一部電動車,在如此的情境下,就可以利用發電、用電習慣,再加上儲能的調配後,變成一個可自給自足的社區;且畢竟不是每一個家庭的屋頂都可擁有充沛的陽光,若是搭配上資通訊技術的調配,可以藉此調控電力。
而圖中的第三層,即是結合了大型發電廠房的應用。王孟傑表示,因為再生能源是一種變動性極大的能源,過去人們對於再生能源的批評,即是其無法取代基載電力;但若是將再生能源的不穩定性降低且基載化,即可加快國家綠能的發展。
王孟傑認為,要發展綠能目前最需要做的即是再生能源的變動性降低,且基載化,而儲能系統就是一項重要的工具。其可讓輸出的電壓更為穩定,在短時間內讓整個電力輸出不至於有太大的起伏。
舉例來說,太陽能發電最讓人擔心的一點,就是在天黑之時會突然所有電力盡失,如此一來會造成火力發電廠的負擔瞬間增加,因為需要在短時間內將電力加到最大,對於整體的電力系統而言不穩定性將提高。此時,儲能系統即可發揮它的作用,其可在天黑時將白天儲蓄的電力釋放出來,而後火力發電廠再慢慢地將輸出電力加大,減少電力系統整體負擔,這就是儲能系統在各個城市區塊中所扮演的角色。