智慧型電網 節能省電新革命 上層分類：節能減碳故事賞
民眾也許很難想像，未來台灣的電力系統，不會再是經由變電所透過電線，將電力送到家中。
台灣電力公司於2010年起，已開始實施一項約20年的計畫。這項計畫耗資台幣1399億元，預計將台灣大多數的傳統型電網改為「智慧型電網」(intelligent grid)。未來用電戶除了單向向台電公司購電，也可能成為賣電方。台電用戶利用智慧型電網，可以將自家生產的太陽電能，賣給台電或供為己用；智慧型電錶也可讓用電戶隨時了解全台用電情況，以避免在尖峰時刻用電，如此更可達到省錢及節能減碳的效果。
智慧型電網 節能減碳新趨勢
電網為供電設備的通稱，現今台灣的供電系統大部分倚賴傳統型電網，它的運作方式是由中央電廠集中發電，發電方式包括火力、核能、水力以及風力發電等。發電後隨著升高電能的電壓，成為高壓電後，再經由高壓電線輸送至各地區的工廠與用戶，途中電能會則會因為長途運送而有所損耗。台灣智慧型電網產業協會理事長紀國鐘表示，由於各地區用電量不均，南電北送的路途過長，在電能運輸途中大約損失了百分之20的電能，不符節能之趨勢。
紀國鐘表示，台灣建設智慧型電網的當務之急為政府需使用創新的方法來解決資金問題。(記者／李冠玉攝影)
紀國鐘進一步指出，節能減碳已為全球趨勢，智慧型電網在節能部分可以提供相對優勢。從2010年至2030年，台灣電力公司計劃逐步將台灣的傳統型電網改為智慧型電網，以期達成台電彈性供電、用戶適量用電的目標，以達節能減碳的成效。
台灣電力公司綜合研究所電力研究室主任楊金石也表示，其實台灣一直都是朝這個方向努力，只是過去大家慣用「自動化電網」一詞，現在則改為「智慧型電網」。
有別於傳統型電網的中央集中發電，智慧型電網採分散式能源與儲存能量裝置，不再經由中央大規模發電，而是採地區性、較小規模的發電，同時結合生質能源，讓各地區達供電水平。智慧型電網主要採取區域供電的自給自足方式，無須再仰賴傳統南電北送的輸電模式。
太陽能板調節面對日光的方向，以達到太陽能發電的最大效益。(記者／李冠玉攝影)
楊金石也指出，用戶如果自家已進行太陽能發電，智慧型電網就可以發揮即發即用的效能，減去輸送電的耗能成本，自然可以提高效益。紀國鐘也比喻，智慧型電網的架構如同電腦網路，只要地區性的網絡確保連通，再對外連通到更大的電路網絡時，整體電路網絡中就有許多節點可供電能通行。即使任何一部分的網絡無法正常運作，其他地區仍可以正常供電。
楊金石表示，若自家有太陽能發電，智慧型電網就可以發揮即發即用的效能，減去了輸送電的耗能成本，相對效益較高。
(記者／李冠玉攝影)
整合再生電能 減少三成用電量
紀國鐘表示，雖然智慧型電網增加了計算能力、感測能力與調度能力，所需電腦控制的電能大約是總運輸電力量的5%，但比起傳統型的百分之20的耗電量，仍是小巫見大巫。
全面實施智慧型電網後，雙向的買賣電較複雜，台電較難管理電的供需，但智慧型電網能夠達到發電的最大使用效益與民眾自發性節能減碳的功效。
(記者／李冠玉攝影)
傳統型電網雖有有輸送電時耗損電能問題，但傳統型電網尚可提供穩定的電能供應。相較下再生能源最大的缺點即在於無法穩定供應電能。舉例來說，太陽能發電受天氣變化影響大，無法穩定的生產電能，造成傳統型電網整合再生能源發電的困難。
如果再生能源能有足量的電力供應，則智慧型電網就可在此時發揮功能，有效整合再生能源電能進入電力系統中。智慧型電網技術包含配電管理、先進讀表基礎、融合再生能源與節能管理系統等。配電管理技術能夠自動偵測故障，並減少停電機率。其中的先進讀表基礎則可提供用戶智慧型電錶，讓用戶了解各時段用電量與電價，使其能夠避開尖峰時段以平衡各時段的用電量，協助用戶了解自家用電情況，以進一步促進用戶自發性的節電行為。
與傳統型電網相比，智慧型電網依賴電腦管理進行配電，而傳統型電網仍使用人力配電。
楊金石指出，智慧型電網提供用戶與中央控制中心溝通的管道。用戶能夠即時了解該時段的電價，並同時融合再生能源於發電系統中，減少排碳量與非再生能源發電供應量。智慧型電表讓許多私人太陽能源得以融入智慧型電網，提供買賣電以達環保效益。而另外在節能管理系統則能夠有效管理用電量，預計將節省10%-30%的用電量。
台電綜合研究所內，太陽光電示範系統實地量測數值，顯示減碳量。(記者／李冠玉攝影)
紀國鐘指出，隨著節能減碳與環保意識抬頭，智慧型電網儼然是全球新趨勢；也是台灣在深耕節能減碳之時，可以著力的方向。同時，智慧型電網離散式供電系統，不再讓運送途中耗損不必要的電能。並同時經由電腦控制電能的分配，即使是遇到停電，都能夠即時調配電力供應。再者，智慧型電網可同步結合再生能源的電能，未來智慧型電網電力系統，將會有20%的電力來源是來自於再生能源發電。
智慧型電網 斥資高 管理難
即使智慧型電網前景看好，其發展仍有些問題亟待克服。楊金石表示，建設智慧型電網所需資金相當可觀。再者，台灣在翻新電力基礎建設的經驗與技術也未臻成熟。再加上智慧型電網具有離散式、雙向買賣電力的潛能，也間接形成台電管理上的難題。
台電一邊試驗、實施並評估智慧型電網的成效，以期達到花費最少資源與資金並達到最大效益。(記者／李冠玉攝影)
智慧型電網遍及全球
隨著氣候、環境變遷、與環保意識的抬頭，世界各國也紛紛將傳統型電網改為智慧型電網。楊金石表示，由於建設需要大量資金，大部分的已開發國家，例如歐洲，均已實施拼圖式分區域變更模式執行。首先小區域實施，通過檢測後再擴大實施範圍。智慧型電網的實施，將有助高耗能產業與空調系統節約電能。
楊金石指出，智慧型電網雖已是全球的趨勢，但台電仍亦步亦趨的逐步執行計畫並評估，並非一步到位，確定其達到預期成效後再繼續執行下個階段。例如，台電先在一萬個家戶中，試行裝設智慧型電錶，並評估民眾反映與節電成效。
紀國鐘則強調積極建設的重要性，新興國家的傳統型電網並不盛行，而是直接從智慧型電網建設起。台灣應該加緊腳步建設智慧型電網。雖然建設智慧型電錶一開始耗費不訾，又不一定能夠馬上得知成效，但卻能夠帶動外緣效益。紀國鐘分析，智慧型電網本身的綠色效益能夠在三、五年後就可以達到一定經濟規模，剩下的，就端看政府的決心與執行力。
為了克服上述問題，台電因此決定拉長戰線，擬定20年計畫，計劃階段性評估建置智慧型電網的成效，再決定下一階段的發展動向。紀國鐘語重心長地認為，智慧型電網的成效雖非一蹴可幾，台灣實應加緊腳步，方能趕上其他新興國家的腳步。
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