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12/16 Research產業趨勢論壇

能源轉型勢在必行 用儲能為建築節能跨出第一步

建築智慧化概念推動已久,目前市面上已有各種讓居住更舒服、便利的功能,而在各種功能中,節能因成效立即可見,對建商與住戶的導入意願相對較高,不過格斯科技執行長張忠傑指出,不管是企業大樓、廠房或住宅大廈,現有的能源系統都只能被動接收電能,此類做法難以因應新能源時代的變化,他建議建築管理者儘速設置儲能系統,唯有先具備足夠的電能存量,才能進一步談到智慧用電。

環保議題持續升溫,為了避免環境持續惡化,各國政府紛紛啟動能源轉型政策,希望強化綠能在整體電力供應的比例,以台灣為例,經濟部就訂下2025年再生能源發電佔比20%的政策目標。不過在轉型過程中,難免會出現電力供應青黃不接的窘況,2021年5月,台灣就出現兩次因基礎建設問題與電力負載過重的停電事件。

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格斯科技執行長張忠傑表示,節能的前提是儲能,掌握了自有的充沛電力,才能制定出精準的用電策略。格斯科技

張忠傑進一步表示,智慧建築系統的運作基礎是穩定電力,只要斷電,設備與系統就會隨之停擺,再精巧的智慧化功能都無法發揮效益,而現在各類建築的電能系統,都只能被動的依靠政府給電,在此狀況下,幾乎無法談到智慧用電。他以理財做例子,理財的前提是必須先有「財」,才能談接下來的管理,在建築中也是如此,廠房、大樓裡必須先有自己的儲能系統,方能制定完善的用電、節能政策。

就整體來看,建築管理者可分階段設定能源政策目標,第一階段是建立儲能系統,此系統可讓建築內的設備在城市電網無預警斷電時,仍能維持一定時間運作,住戶可以讓家電設備在短時間持續運轉,等待電力恢復,不因此影響生活品質,辦公室或廠房則可讓機台、系統按照正常程序關機,不因電力中斷導致設備損壞。

建置完整的儲能系統的下一步是導入智慧能源管理平台,讓建築內部各種電器產品、機台設備的耗能數據透明化,管理者可全面掌握數據、調整用電行為,例如控制工廠機台的開機時間,避免因同時啟動的瞬間電能超過與電廠簽訂的合約數值,進而產生罰款;或是讓耗電較高的設備在電力離峰時間運轉,降低電費支出。

建築電力管理的最後一步是整合綠能。太陽能、風力發電等再生能源,因受自然環境影響而無法穩定供電,必須透過儲能系統先行儲存電能,再經由電網配送電力。近年來環保意識逐漸落實到民間,不少住宅、商用、工業等建築都開始設置太陽能發電系統,儲電設備自然也是此系統的重要一環,而建築電源系統中的儲電設備,如何整合市電與再生能源兩類電網,就成為系統設計者的課題之一。

就此來看,儲能系統無疑是建築能源管理的第一步。不過此系統對多數建商、住戶、企業來說相對陌生,要如何選擇合適的設備與技術?張忠傑給了專業建議。他指出家庭儲能並非新概念,以日本為例,311地震後,多數日本家庭都導入了儲能系統,近幾年科技與材料技術持續演進,此類系統也與過去截然不同。

過去的電池主流是鉛酸技術,此類結構的儲電容量會隨充放電次數降低,因此在使用一段時間後就必須更換電池。現在的鋰電池則沒有記憶效應,在可維持長時間運作的優勢下,逐漸取代鉛酸電池。張忠傑以格斯科技的大容量軟包鋰電池芯為例,此產品在5C(C-Rate)高放電倍率下,電芯電容量仍然可維持率在96%,且電池芯本體溫度低於攝氏50度,適用於-40~45℃的寬溫場域。

張忠傑進一步指出,儲能設備的電池,需具備穩定結構、高度安全性、大容量與高能量密度、低成本外,格斯科技的產品都可滿足以上需求,目前已開發出多款不同應用的大容量軟包鋰電池芯,包括三元高功率動力型電芯、高安全性快充型LTO電芯、高能量密度儲能型電芯等三大產品線,也規劃布局磷酸鋰鐵材料、未來下世代的類固態電池與固態電池,以滿足應用端客戶對不同特性的客製化需求。

張忠傑最後表示,能源管理是智慧建築系統的重要功能之一,而儲能則是建築能源的必要環節,完整的儲能系統將可讓管理者智慧控管電力,在能源轉型過程中,規劃出最佳化的用電策略。

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