節能減碳利器-核研所微型電網技術

（本報訊）核能研究所（以下簡稱核研所）目前投入發展低壓側微型電網技術，完成國內首座「百瓩級微型電網試驗場」之建置，並已陸續與包括中興電工等國內數家廠商，完成簽訂合作意願書，未來核研所將積極扮演中游系統整合的角色，以協助台灣智慧電網的技術提昇及產業發展。為因應世界能源短缺及抑制溫室氣體之排放，發展再生能源已成為世界趨勢。再生能源包括風能、太陽能、地熱、以及生質能等，必須根據地區的條件發展，其所產生的電力有規模小而分散的特性，形成所謂微型電網(Micro Grid)(註一)，而其必須與大電力系統形成互補作用，因此所謂智慧型電網(Smart Grid)(註二)即因應而生。


根據美國電力研究機構(EPRI)之分析數據，智慧型電網約可節省4~10%用電及耗電，並可降低尖峰用電15%。以台灣地區，每年發電2000億度估計，預計可節省80~200億度/年(約200~500億元/年，以2.5元/度電估算)，並降低4 GW的昂貴尖峰備載設備成本(約400億元，以10,000元/kW建置成本估算)，依2008年台灣電力工程研討會之台電對智慧型電網減碳效益評估，台灣發展智慧型電網預估在2020年可減少CO2排放量409萬公噸。

行政院於97年通過「永續能源政策綱領」，其政策目標是提升能源使用效率，開發對環境友善的潔淨能源，並規劃於2025年使用無碳之再生能源達8 %以上為目標。由於再生能源發電具有間歇與不確定性，以目前技術而言，若區域電網之再生能源佔比提高到一定程度(5%以上) 時，將會衝擊區域電網的電力穩定性。因此，核研所著手進行微型電網之電力控制及能源管理關鍵技術之開發，以解決區域電網之再生能源滲透率(註三)提高對電力穩定性衝擊的問題。

目前核研所投入發展低壓側微型電網技術，完成國內首座「百瓩級微型電網試驗場」之建置(圖1.)，該試驗場包括輸配電工程、保護電驛、開關箱、可控制負載箱、電能監控系統、再生能源如聚光型太陽光電(HCPV)及風力發電引接工程等，並已能透過微型電網供電至所區使用。核研所微型電網關鍵技術之建立，包括系統動態模擬與負載分析、智慧型分散式感測與控制、備載與儲能系統控制、微電網專用電力電子設備研製等，其中完成開發固態氧化物燃料電池(SOFC)專用之5 kW 48 V直流輸入400 V直流輸出電能轉換器，最高效率可達97.1% (國內現有5 kW級直流轉換器之最高效率為92~95%)；5 kW 400V直流輸入220V交流輸出之市電併聯換流器，最高效率可達98.5%(國內現有5 kW級換流器之最高效率約為96%)，均已達國際水準，若應用此電力轉換器以提高能源使用效率1%而言，預估每年將節省20億度電力支出(50億元/年)。目前核研所已陸續與中興電工等國內數家廠商，完成簽訂合作意願書，未來核研所將積極扮演中游系統整合的角色，將做為前瞻性技術研究及下游產業技術整合及測試的平台，以協助台灣智慧電網的技術提昇及產業發展。