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1、智慧能源管理系統概述財團法人資訊工業策進會報告人：羅祐琮98 年 11 月 26 日12Outline能源趨勢與全球產業應用現況全球矚目新熱點 - Clean Tech政府相關政策 綠色產業背景說明國內相關廠商產業鏈問題與需求發展定位及願景範例架構發展目標與技術願景未來三年之發展藍圖實施策略數位生活發展趨勢：能源近數十年來，全球黯化效應已被證實存在，肇因於人為懸浮微粒污染所致，全球黯化效應減緩地球溫昇，使溫室效應對地球之影響程度被嚴重低估，未來全球能源科技以減少溫室效應氣體產生量為趨勢，我們分為開源與節流雙主軸發展技術，以歐盟3 Liters-Houses為目標 (每平方公尺每年耗能少於3Li
2、ters石油，約等於30kW/Hr能量)。開源：目前主流石化能源外，包含太陽能、風力等綠色能源科技持續研發中，不同能源有其外在環境局限性，無法穩定供給，如何混合運用不同能源，並將其與居住空間建材整合，提供互補且穩定之能源供給，所需相關應用技術尚未成熟，是未來居住空間開源科技發展技術趨勢。節流：空調與照明是居住空間兩大耗能設備，減少熱源進入建物、導入自然光進入指定室內、資源回收再生與提高耗電設備使用效率，將是居住空間節流科技技術趨勢。4全球產業與應用趨勢5全球矚目新熱點 - Clean TechClean Tech八大領域發展重點太陽能風力發電(丹麥德國的風力發電占15%)生質能與生質材料(年產
3、一億加崙的生質柴油廠)(六吋矽晶太陽能電池)綠色建築(節能節水)潔淨車輛(節能化單人化)智慧電網 Grid(線上即時電費帳單)行動能源(3C ,汽車)潔淨飲水(用水淨化)Source: 拓墣產業研究所，2007/116政府相關政策 政府四大新興產業：無線寬頻、數位生活、健康照護及綠色產業。綠色產業則確定積極發展再生能源、太陽光電、風力發電、清潔生產及節能產業等綠色能源。7綠色產業背景說明依京都議定書之決議，2012年前，主要工業發達國家溫室氣體排放量要在1990年的基礎上平均減少5.2。風力發電是屬綠色電力(Green Power)，每發1度電約較傳統能源減少1kg CO2及少量Nox， SO
4、2等污染物排放，有助於二氧化碳的減量，且是永續的千年能源。經濟部綠色能源產業發展計畫，選定太陽光電、太陽能熱水系統、風力發電、生質柴油、氫能及燃料電池、LED照明、冷凍空調、混合動力車輛等八大產業為重點輔導對象。並擬利用貨物稅減徵、經費補貼及行政主導等政策工具引導業界大力投資。8國內相關廠商產業鏈9問題與需求分析再生能源是政府重視發展的產業，然而目前卻面臨普及率不高的窘境，可從技術面與非技術面探討：技術面議題：相容性造成維護困難各家業者的操作系統沒有整合能源轉換器的監控協定沒有統一標準設備的狀態資訊傳輸介面不一致用電分析資訊不足而形成浪費，需要有效的負載監控與管理策略缺乏完整的自動檢測服務非技
5、術面議題：政策性支持還不足發電量與天候因素昂貴的裝設費用用戶缺乏即時診斷故障與維修的服務10發展定位及願景運用風力發電及太陽能發電，結合電電子、嵌入式系統平台與無線感測器網路，建構一個能源管理系統平台。11發展之定位及願景未皆可經由該平台提供系統最大功率追蹤功能蓄電池充放電策略管理與監控高效率直流/交流電力轉換器並聯技術與整合應用電負載預測分析進未電燈用電、電用電、尖峰負載及區域負載推估。自動省能及節電回路規劃(負載分配) 。特殊及不斷電回路規劃。省能及節電的資訊，讓用電者即時得知電力使用狀況，輕監控設備及家電，並可進遠端及自動化、智慧化之監控。搭配具發電量監控、賣電計算、買電計算、減低排放量
6、計算等多功能軟體與資訊顯示。可支援家庭無線網路或連接個人電腦保存與管理電力Data。可鼓勵家庭成員時時關心省能狀況，並把節電當作一種生活樂趣，12範例架構“無線風光”能源管理系統平台節能系統風光互補系統1.最大功率追蹤2.併網控制技術(3人)ATS控制系統1.無線環境感測網路建置2.電負載預測分析3.自動省能及節電回路規劃1.電燈用電、電用電控制2. 尖峰負載及區域負載控制(Automatic Transfer Switch )預期成功案例應用情境直流接線箱(DC Tunction Box)直/流轉換器(INVERTER)交流配電箱(AC Panel)太陽光電能組列訊號轉換器(RS485/RS
7、232)七段LED/字幕機溫度計/日照計直流接線箱(DC Tunction Box)直/流轉換器(INVERTER)交流配電箱(AC Panel)太陽光電能組列訊號轉換器(RS485/RS232)七段LED/字幕機溫度計/日照計Internet遠端診斷GSM/GPRS即時通報前端自我檢測與分析發展目標遠端智能診斷服務系統多元能源切換系統用戶負載網路通訊太陽能發電蓄電設備直流/交流轉換電力配置系統台電公司遠端系統監控與即時診斷前端自我檢測與分析多元電能轉換管理前端檢測與分析系統發展技術應用範圍開發太陽能發電系統的整合型診斷服務技術，提供系統廠商在佈建完成後，維護上的便利性，以及維修處理時的快速故
8、障排除服務，維持發電系統的高效率運作。關鍵技術開發遠端系統監控與即時診斷技術前端自我檢測與分析技術多元電能轉換管理技術應用系統發展節能省電策略模擬與使用意向評估能源管理系統整合式檢測維護國內外技術評比benchmark縮短太陽能設備維修週期由七天降至為兩天以內，大幅降低CO2排放量。國內外太陽能設備廠商皆提供自行開發的監控與轉換介面，且通訊協定發展並無統一標準。智慧外層節能資訊融合控制平台(1/2)智慧外層聲光可控元件熱資訊融合技術智慧外層技術PMV控制技術智慧外層節能資訊融合控制平台應用範圍前瞻技術加值解決方案提供資訊融合分析省電節能控制智慧外層管理智慧建材研發複合式環境感測與調控技術節能型
9、設備協調運作控制技術外牆感測與控制技術智慧外層節能資訊融合控制平台(2/2)應用範圍結合無線感測網路技術，以及智慧外層元件，維持空間內熱舒適品質，將運用於生活空間中，發展智慧建築空間應用關鍵技術開發協調控制智慧外牆與空調設備熱環境因子融合與外層設備控制技術研發PMV/PPD感測與控制學習技術，達成空間功能與使用時段差異化之熱舒適度(PMV/PPD)品質控制研發熱環境因子融合、自然調節與機電設備控制最佳化技術遮陽係數值最佳化技術應用溫度、溼度、照度、CO2偵測元件，精算達到舒適又節能的遮陽係數以最佳化遮陽係數控制牆面元件減少太陽輻射熱牆面元件：可動式百葉板、可動式遮陽板預期達成指標品質改善改善P
10、MV熱舒適度指標穩定度 10% 降低PPD熱舒適度不滿意百分率 5%節省效益空調能源耗用 25% (台灣夏季北部西向外牆)ENVLOAD- PACS 降低25% (ENVLOAD降低23%，PACS降低2%)附註：ENVLOAD 與 PACS 兩 指 標 是 規 範 建 築 外 殼 節 能 設 計 與 空 調 系 統 耗 能 效 率 設 計 的 指 標 系 統 。18未來三年之發展藍圖能源管理系統平台能源管理系統平台風光互補系統節能系統ATS控制系統第一年最大功率追蹤無線環境感測網路建置無線環境感測網路建置第二年併網控制技術電負載預測分析電燈用電、電用電控制第三年併網控制技術自動省能及節電回路
11、規劃尖峰負載及區域負載控制19實施策略20實施策略21實施策略22實施策略23實施策略無線感測網路建置: 建立基礎的無線網路環境架構，根據不同建築環境，評估佈建所需要的節點數，以及節點類型。以 ZigBee 無線感測網路為標準當作主要佈建的技術，ZigBee 具有自動形成網路的特性，可免去複雜的網路設定，此外，ZigBee 針對感測裝置的應用，提供了 Coordinator/Router/End Device 三種類型的選擇，針對不同情境，可以開發適合的節點設備。電負載預測分析:根據各區域的用電發展狀況設立電力負載預測模式，用以推估各區域以及未來電力需求之情形，並可供電力輸、配線路等及決策單位未來迴路分配之參考。 24實施策略自動省能及節電回路規劃ATS控制系統 (Automatic Transfer Switch )簡報完畢簡報完畢敬請指教敬請指教25
