〈工業技術與資訊〉虛擬電廠技術讓學校聰明用電

光武國中全校所有與電力相關的資訊都會透過虛擬電廠進行統整,校方隨時能透過系統的顯示面板,即時掌握用電與發電的情況。(圖:工業技術與資訊月刊)
光武國中全校所有與電力相關的資訊都會透過虛擬電廠進行統整,校方隨時能透過系統的顯示面板,即時掌握用電與發電的情況。(圖:工業技術與資訊月刊)

撰文/鄒明珆

因應全國中小學「班班有冷氣」的福利,政府也同步推動「校校會發電」政策,讓學子在享受舒適學習環境之際,用電也能自給自足,不增額外用電負擔。工研院以資通訊科技,打造虛擬電廠技術,讓發電與用電匹配更精準、調配有彈性,在供電穩定及友善環境間,達成雙贏。

現代人的便利生活,很大一部分仰賴穩定的電力供應。2020 年 7 月,行政院為提供國內學子舒適的學習環境,宣布推行全國中小學「班班有冷氣」政策,並預計在 2022 年 2 月底前,完成全國中小學 30 萬台的冷氣裝設工程。然而,班班裝冷氣,電從哪裡來?為此,政府也同步推動「校校會發電」的措施,鼓勵校園增設太陽光電設施,除了讓學校在發電上不需完全倚賴他人外,還可另外創造收入。

整合分散式能源 輸配電力更有效

傳統電力的供應,是由發電廠經過輸配電網,單向輸送到用戶方,且多以火力發電為主,雖然我國能源轉型的目標已定為「2025 年再生能源發電量占比將達 20%」,但再生能源發電裝置並非集中建置,各自屬性也不同,像是太陽光電晚上無法發電、風電的發電量也會因季節有所不同,如何讓這些分散在各處的再生能源截長補短、互通有無,勢必得有更好的電力管理技術,才能維持整體電力系統的穩定度。

有鑑於此,工研院打造「整合多元資源的虛擬電廠」(Virtual Power Plant;VPP)驗證平台,利用網路通訊技術,將分散在各處的太陽光電、大樓的負載用電等電力資源整合起來,再依據需求進行資源的調配,不僅可維持電網穩定,還能為參與虛擬電廠的供電用戶創造回饋。

工研院綠能與環境研究所副所長暨電網管理與現代化策略辦公室主任劉志文表示,「虛擬電廠」的「虛擬」二字,主要是用來形容這項技術使用到網路及雲端的科技,但是實際的發電效果以及對電力的挹注,與傳統發電廠一樣,且擁有很高的可控制性,需要發電時就可發電,必須降載時也可降載。此外,這套系統有清楚的「儀表板」,讓過去看不見摸不著的電力,轉變為可視數據,用戶得以即時監控。該系統目前已陸續應用在各式場域,位於新竹市科學園區旁的光武國中,就是其中之一。

光武國中導入虛擬電廠 向下扎根能源教育

回憶當初加入工研院虛擬電廠使用計畫的動機,光武國中校長林茂成直言,一開始,他也不懂什麼是虛擬電廠,「但是每個月看到學校電費的帳單,然後煩惱這筆錢要怎麼支出,那個痛是很真實的!」因此在收到工研院虛擬電廠合作方案後,林茂成便積極爭取導入機會。

2021 年起,光武國中正式導入整合多元資源的虛擬電廠(VPP)驗證平台,搭配智慧冷氣與太陽能光電系統的建置,全校所有與電力相關的資訊都會透過虛擬電廠進行統整,校方隨時能透過系統的顯示面板,即時掌握用電與發電的情況。當電力系統發生緊急狀況時,虛擬電廠也可接收台電的通知,對校內的智慧冷氣進行操作調控,以降低供電負擔,協助整體電網維持穩定運轉。

除了可隨時掌握全校電力數據動態,林茂成認為導入這套虛擬電廠技術,也有助於將能源教育的觀念向下扎根,「電力資源看不見、摸不著,所以過往我們宣導記得關燈、關冷氣等節電行動,大家還是很無感,往往都要最後看到帳單時,才開始後悔。」他透露,自從導入工研院這套系統後,學生在插入冷氣卡時,會開始思考是不是要將溫度調高,或是延後吹冷氣的時間,「這樣的改變,正是培養未來主人翁『節能減碳』公民素養的第一步!」

「其實所有發電方式,或多或少都會產生二氧化碳,但我們可以選擇碳排放量比較少的發電方式,或是提升用電效率、減少浪費,」劉志文說明,10 月 31 日在英國蘇格蘭格拉斯哥召開的第 26 屆聯合國氣候變化大會(COP26),已反映出各國對於過度排放二氧化碳導致氣候變遷的高度關注,未來可以透過像是「虛擬電廠」這種更聰明的電力管理系統,來提升電網供需穩定與安全,同時提升人們的節電意識,「用具體行動來實現淨零碳排!」

轉載自《工業技術與資訊》月刊第 358 期 2021 年 12 月號,未經授權不得轉載。


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《工業技術與資訊》月刊,現為工研院發行之全院性對外出版品,刊物發行於1991年,目前每期發行數量約為6,000份;對象含括全國具研發單位的中小企業、立法委員、政府官員、媒體等。

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