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2012/11/28-陳毅斌
自20世紀初起，人類社會進入電力世界。演變至今，電力基礎設施影響並標示著一國發展的興衰。然而逐年飆升的電力需求已讓既有電力供應系統難以負荷。據統計，若要追上全球的電力需求總量曲線，相當於在接下來的20年，必須以每週新增一座1GW電廠的速度來增設相關基礎建設。同時間，各國皆面臨沉重且刻不容緩的減碳壓力，因此走向智慧電網的趨勢已是不爭的事實。
根據ABB的智慧電網觀點，未來電網必須滿足容量(Capacity)、可靠度(Reliability)、效率(Efficiency)與永續性(Sustainability)等四方面的需求。透過提高效率，節約能源，併入再生能源，以經濟可行的方式來滿足龐大電力需求。
智慧電網技術除了要創能、節能之外，相當重要的一環乃是儲能。由於再生能源發電的間歇性與波動性，難以與電力供應的「連續性」與「穩定性」搭配得宜，因此儲能設備做為一個調節角色，成為系統中不可欠缺的重要部分。換言之，為補足、吸收日光與風力上的發電缺口，儲能設備需具備相對應的備載容量及瞬間的電力供給能力，以儲存電能和接收瞬間電源產生時的緩衝。
更重要的是，儲能設備可平穩電壓、改善再生能源併網後產生的電力品質不佳問題。一般而言，再生能源發電系統可分為併網型與獨立型，當併網型再生能源發電量佔總發電量一成以上，其系統可靠度與衝擊將會對公共電網產生威脅，故而必須設置儲能設備。一般家戶或小型併網系統則不需要。而獨立型供電系統，多半設置於偏遠地區或電網難以普及之地，做為重要的備援系統，儲能設備則不可或缺。
更廣泛地從應用面來看，在工業用途上，儲能系統除了做為緊急備用電源系統外，其關鍵的功能在於為其他機器設備、工業電腦等爭取足夠的緩衝時間，以減少因突然的電力中斷所造成的營運損失與資料毀損，例如擁有為數眾多直流伺服器的資料中心(data center)便是代表性的應用實例。在民生用途上，多半和再生能源發電系統與住宅建築整合設計。特別是日本福島核災之後，更有從大型儲能系統逐步擴散至家戶儲能裝置的發展趨勢。以小型而分散化的能源架構，讓能源供給更獨立，並平衡離尖峰用電，或讓閒置電力可支援高耗電的區域。
綜觀目前開發中的儲能技術，分別有電化學儲能的各類電池、電學儲能的超級電容器、動能儲能的飛輪系統、位能儲能的抽蓄水力儲能(pumped hydro energy storage)，與空氣壓縮儲能(compressed air energy storage)等。然而從成本與技術成熟度的考量，電池成為商品化程度最高的解決方案。
以今(2012)年8月於瑞士正式商轉的Dietikon電廠為例，該電廠安裝了1MW的電池儲能系統，為目前接入中壓輸電網路的最大容量。由ABB提供的這套儲能系統，預計可儲存500kWh，相當於4人小家庭的40天用電量。
在談到這項合作案時，EKZ電力公司表示：「蓄電容量、高低壓穿越(high and low voltage rid through)、系統穩定度與高轉換效率等，是選擇儲能系統的重要因素。」特別是電力供給的穩定度，當系統與電網間的連接切斷時，透過儲能系統的「孤島運行模式」，維持當地電源的正常供給。而當系統與電網恢復連接時，則可自動同步電壓與頻率。在微電網架構中，更需具備全黑啟動功能(black start capability)，以確保供電無虞。
回到最初始的電力供需問題，由於供需間的不平衡，以及氣候變遷下的永續發展目標，百年來顯有變動的電網世界需要轉變：更彈性多元的能源供給、更即時的供需回應、更安全可靠的智慧電網。隨著各項科技的推陳出新，可預期的是，在不久的將來，插座後的世界將變得更有趣。 (本圖文由ABB劉文綺提供，陳毅斌整理)
轉貼來源：
DIGITIMES中文網 原文網址: 智慧電網儲能技術方案 http://www.digitimes.com.tw/tw/iot/shwnws.asp?cnlid=15&id=0000312696_68C52ZCKL1DIFL5JT92FA&ct=1#ixzz2Da7qPCQX
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