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儲能系統設計與建置

一、儲能系統設計要點

1. 需求分析

  • 應用目的:削峰填谷、備援電源、電網調頻、再生能源儲存等。

  • 負載需求:日/週/月用電曲線,最大需量與平均用電。

  • 併網或離網:是否需與台電並聯運轉,涉及法規與併網標準(如IEEE 1547)。

2. 容量規劃

  • 儲能容量 (kWh):依據能量儲存時間與總耗電需求計算。

  • 功率容量 (kW):決定系統放電/充電的速率能力。

  • 自主運轉時間:例如斷電後需支撐多少時間(2小時、4小時等)。

3. 技術選型

  • 儲能類型

    • 鋰電池(Li-ion):應用最廣泛,能量密度高、效率佳。

    • 鉛酸電池(VRLA):成本低,較適合短期備援。

    • 鈉硫電池、液流電池:適合長時儲能與大型應用。

    • 機械式儲能:如飛輪、抽蓄水力,應用於大規模電網。

  • PCS(Power Conversion System)

    • 將直流轉換為交流(DC/AC inverter),或雙向轉換(AC/DC bi-directional inverter)。

    • 具備併網功能、並含保護邏輯。

  • EMS(Energy Management System)

    • 能源管理控制系統,負責調度、優化操作、記錄資料等。


二、建置流程

1. 場地評估

  • 是否有足夠空間與適當環境(溫濕度、通風、防火)。

  • 供電接點與併網點配置。

  • 安全通道與維修動線。

2. 系統設計圖

  • 單線圖(Single Line Diagram, SLD)

  • 系統配電圖、接地設計、防火設計

  • 通訊架構圖(EMS、PCS、BMS的連線)

3. 設備選型與採購

  • 電池模組、PCS、配電盤、通訊系統、機櫃、空調等。

  • 須考量品牌穩定度、維修支援與認證(如UL、IEC、CNS)。

4. 施工與安裝

  • 基礎建設(機櫃安裝、配電、佈線)

  • 電池模組組裝

  • 通訊接線、控制器安裝

  • 接地與保護裝置施工

5. 測試與驗收

  • 絕緣測試、通訊測試、功能測試

  • 模擬充放電、負載切換、併網/離網測試

  • 配合台電進行併網測試(如需)


三、運維與監控

  • 建置遠端監控平台(Web UI、SCADA)

  • 記錄電池SOC/SOH、功率曲線、事件紀錄

  • 定期巡檢與保養(電池校正、溫度檢查)

  • BMS(Battery Management System)資料管理與異常預警


四、法規與補助(以台灣為例)

  • 併網規範:須符合台電《再生能源併網技術規範》。

  • 消防法規:消防設備配置、防火區隔設計(尤其鋰電池)。

  • 能資中心補助:如工商業儲能補助、再生能源整合補助計畫。

  • 經濟部能源署規範:須登錄儲能設備與場域資料。


五、案例簡介(可依需求補充)

類型 容量 功率 用途
工業用儲能 1MWh / 500kW 1小時 削峰填谷
太陽能併儲 100kWh / 50kW 2小時 太陽能自用儲能
資訊機房備援 50kWh / 25kW 4小時 UPS替代與緊急備援
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