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【進階入門】為什麼太陽能要搭配儲能設備呢?

進階入門
太陽能進階

為什麼太陽能需要儲能設備?

常見的再生能源發電,例如太陽能發電、水力發電或風力發電等,多半都是間歇性的,發電量會隨著太陽下山、風力/水力急緩等外在環境而產生變換,可能會有中斷的風險。透過儲能系統,能夠妥善調度綠電,讓再生能源供應更穩定。

(一)儲能系統介紹:儲電系統、儲能設備是什麼?

想認識儲能系統,首先可以先了解「儲能」的概念。「儲能」顧名思義是指「儲存能量」,也就是把未用到的電能先儲存起來,直到需要時再取用的便捷技術。

儲能系統原理主要是透過儲能裝置、蓄電系統等具有儲能技術的設備,將電網(指運輸電力的網路系統,例如:發電站、變電站等)或其他電力資源暫時用不上的電能,轉換成其他形式加以接收、儲存,以便之後再利用。

儲能系統最主要的用途是為了避免電力與能源的浪費,同時也是能夠讓電力使用更具彈性的裝置。透過儲能系統,可以達成以下 3 種電力調節的作用:

  • 儲存電力將電力預先儲存在儲能系統。

  • 回送電力將電力重新送回電網或其他電力資源中再使用。

  • 調度電力電力使用都會有尖峰與離峰時段,儲能系統可在用電的離峰時段儲電,再於尖峰時段輸出預存的電力,透過有效的配電來穩定供電。

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(二)結合儲電設備、儲能系統的好處有哪些?

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儲能系統好處 1:穩定電力供給

儲能系統可以調節、調度再生能源或其他燃料產生的電力,使電力供給更穩定。

儲能系統好處 2:發揮能源使用效益

儲能系統可以使不同來源的綠電被充分保存、利用,讓再生能源儲能,發揮最大的使用效益。

儲能系統好處 3:智慧用電

儲能系統可以有效調度電力,透過電力的調度來做更符合現代生活需求的智慧用電。

儲能系統好處 4:節省成本

在用電的高峰時段和季節,特別是夏季,電費都會較平時昂貴,如果同時具有綠能電力和儲能系統的設備,便能節省傳統的電力支出費用,改用環保、高效能的再生能源電力。

儲能系統好處 5:可自供自用

透過儲能系統,可以儲存再生能源電力,並供給自己的工廠或住家,電力使用彈性大。

儲能系統好處 6:促進綠能產業發展

再生能源電力結合儲能系統有助於維持綠能供電穩定,並使其發揮最大效能,對綠能產業的發展具有正向的影響。

(三)6 大儲能系統應用方向介紹

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(一)削峰填谷、穩定電網

在電力需求較低時儲存電力,再於電力需求高時放電的儲能系統,其功能的概念其實很類似於「水庫」,在該儲水、該洩洪時發揮作用,才能幫助自來水公司穩定供水,避免發生洪災或缺水的狀況。

這個概念對應回儲能系統,日常供電的來源都來自於台電電網/發電廠(發電端),發電端會根據民眾用電量高峰、離峰時段的變化,利用連接電網的儲能系統來穩定供電,在電力使用離峰時段預存電力,再於用電尖峰時段釋放電力。

這種可有效運用電能、穩定電網的儲能系統應用方式被稱為「削峰填谷」。

 

(二)提供即時備轉容量

「備轉容量」(Spinning reserve)是指在電網中,為了因應突發狀況而被預留的發電量。

儲能系統可以在發電機組跳機、電力負載突然增長時協助供電,可應付電力出現缺口的緊急狀況。為了因應再生能源的間歇特性和變動性,儲能系統也可以在幾毫秒到幾秒間快速做出反應,提供快速備轉容量。

 

(三)提供調頻備轉容量

「調頻備轉容量」(Regulation reserve)是指在電網的頻率因為輸電、充電而產生不穩定的波動時,可以調節電網頻率的預留發電量。

當電網因為用電量快速應加(負載大於供電)而使頻率過低時,儲能系統可以將預存的電力快速輸出至電網中,避免電網頻率持續下滑,達到「單向調頻」;也可以快速完成充放電,達到「雙向調頻」。

 

(四)可穩定電壓

除了對於電網頻率的調配,儲能系統也可以穩定電網的電壓,使電網的電壓快速提升、回復到穩定的變動範圍內,做「虛功率」(可以反射回電網的電功率)的調控,避免電網的電壓驟降或異常變動而造成電力系統崩潰。

 

(五)可協助全黑啟動

「全黑啟動」(Black start)是指在所有發電機組、電力系統因為停電而全面停擺時,可重新恢復供電的電能來源。儲能系統可以在此時發揮作用,釋放儲存的電力,協助電網恢復供電,有效因應停電、大大降低電力系統停擺造成的不便。

 

(六)可自供自用,亦可作為備用電力

發電廠、工廠或一般商業大樓皆可設置儲能系統設備,一般家用儲能系統也很常見,使再生能源電力可以在平時足夠自供自用,突然停電時亦可作為備用電力,避免重要公事停擺的風險,如果是一般家用,在停電時還是能利用儲能系統預存的電力正常上網、吹冷氣!

以太陽光電來說明,白天陽光強烈時會是電能產生最多的時段,但一般家用用戶通常白天外出工作而無法使用這些電力,透過儲能系統就能將電能保存,並可隨時使用,一點也不浪費電。

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