電網儲能

電網儲能。原圖鏈接

電網儲能（Grid energy storage），為輸電網路中的一種大規模儲能技術。電網儲能技術的研究和發展一直受到各國能源、交通、電力、電訊等部門重視。電能可以轉換為化學能、位能、動能、電 (磁)能等形態儲存。按照其儲能具體方式可分為機械式、化學能式及電(磁)式等儲能類型。

目錄

前言

近年隨著溫室效應與石油短缺的問題日漸嚴重，國際節能與低碳環保的驅動，再生能源及新能源的開發受到各國重視，再生能源係指符合環境永續發展，可生生不息、循環再利用之能源，包括太陽能、風力、生質能、地熱、水力、海洋能等，是幾乎零污染之綠色能源。

電力於供應充足且便宜時儲存，例如風能、潮汐能、太陽能發電等可再生能源發電，然後於電力需要上升時釋出使用。雖然電力於儲存與釋出之間會有所損耗，但相對建設更高容量的發電廠以應對頂峰需求而言或會較為便宜。截至2017年，大型電網儲能通常為堤壩蓄水作水力發電或抽水蓄能電站。

發電配電

• 發電方面，儲能系統可以提供快速回應調頻服務，提高電網備用容量，並且可儲存如太陽能、風能等再生能源，持續供電給終端使用者。如此利用儲能系統不僅可以利用再生能源清潔發電的優點，也能有效地克服再生能源的波動性、間歇性等缺點。在輸電中，儲能系統可以有效地提高輸電系統的可靠性(reliability)。
• 配電方面，儲能系統可以提高電能的品質(quality)。在終端使用者方面，分散式儲能系統在智慧微電網能源管理系統的協調控制下優化用電、降低用電費用，並且保持電能的高品質。

低成本方案

奧地利新儲能裝置

為了解決再生能源受天氣、季節所產生的間歇性發電問題，各類型儲能系統應運而生，現在奧地利國際應用系統分析研究所 （IIASA）更提出全新儲能解決方案：浮力儲能技術（Buoyancy Energy Storage Technology，BEST），能以相對便宜的價格，儲存大量的電力。研究人員表示，以這種方式壓縮氫氣的效率可高達 90%，如果用陸上的壓縮氫氣設備，效率則是「近」90%，傳統壓縮機的投資成本也是海底壓縮的 30 倍，改用海底壓縮將可省下不少錢。

儲能系統

機械式、化學能式及電磁式

電能可以轉換為化學能、位能、動能、電 (磁)能等形態儲存。按照其儲能具體方式可分為機械式、化學能式及電(磁)式等儲能類型。

1. 機械式儲能-包括抽蓄水力、壓縮空氣及飛輪儲能；
2. 電磁式儲能-包括超級電容與超導磁儲能；
3. 化學能式儲能-包括液流電池、鈉硫電池、金屬空氣電池、鉛酸電池、鎳鎘電池…等電池儲能。電池技術不斷進步，使電池作電網儲能或於商業上可行，這種系統亦可用以防止發電廠突發故障而供電不足的情況。而除電網儲能之外，亦可利用尖峰負載發電廠或需求反應作替代。

能源新應用

潔淨能源-氫能

氫能為潔淨的能源新應用，其儲量豐富且具有使用效率高及安全度高之優點，先進國家基於能源安全與環境永續發展而積極投入研發，將其視為解決傳統化石燃料困境之長期方案；而氫能之應用，預期主要將透過燃料電池來實現，勢必「儲能 」將成為未來重要發展項目，尤其是在推動微電網架構下，儲能系統之應用愈顯重要。

智慧微電網

除了利用儲能系統作為調節分散式再生能源的間歇性與穩定性之外，微型電網是可以提供高效率及穩定供電的一個重要手段，並且是進一步提升再生能源占比的最佳途徑。而未來電網結構將從傳統採用集中式的發電系統，轉為分散式的多能源供電方式，能夠將新能源與再生能源導入電網供應，同時改善電網的運作效率，並增進能源管理的彈性。

分散式能源資源當前的發展趨勢必須依賴物聯網，才能夠大量與傳統電力公司併網成為新一代網路電力供需型態，亦即智慧電網、微電網之應用。亦即由能源供應網路與通訊網路二大主線所串聯而成的智慧電網產業，結合資通訊技術、新能源、新材料的科技發展。

台灣發展現況

台灣在電網用儲能建置發展過程上，在2020年前仍處於示範運行階段，尚未進行大規模、系統性與電網規劃布局。如核能研究所300 kW微電網測試試驗場，為全台第一個全區供電與負載系統規劃試驗場案例；後續如離島應用之金門東坑、金水國小專案，因金門地區冬季離峰負載成長不如預期，以致大型風力發電機組對金門離峰用電占比過大，影響供電穩定，因此加裝儲能設備來增加系統備轉容量。

金門智慧電網與儲電系統

儲能設備除提供系統極端事故之緊急後備電源外，也可減少金門地區因柴油機組及風機故障造成全黑事故，使冬季或離峰期間風機可持續滿載發電，是電網用儲能示範運行另一案例。該計畫由中科院於2014年開始執行，於小金門東坑社區建置50 kW太陽能發電機、4 kW小型風力發電機及儲電150 kWh的微型電網，結合軍民通用的智慧電網與儲電系統；其他相關示範運行則有澎湖智慧電網展示計畫（東吉島）、屏東縣光電技術整合示範園區、南沙太平島微電網系統結合總建置容量40 kWp太陽光電發電系統，附加612 kWh儲能系統等。

影片

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