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智慧電表為能源管理應用鋪路

  • DIGITIMES企劃

近期隨著核四興建與否之議題浮上檯面,使得一向高度仰賴進口能源的台灣,似乎又籠罩在缺電、限電等陰影下,連帶也再次印證,節能真的是一門亟待落實的趨勢浪潮。

儘管節能減碳話題,在最近這幾年持續延燒,不論產、官、學、研、用等各界,都對此課題具有高度重視,也紛紛推動相關措施;然不可諱言,今時今日相較於以往,生活水準確實提高不少,應用型態也愈趨多元化,導致用電需求相當殷切,也使得近年電力系統尖峰負載仍舊持續成長,口號喊得再響,似乎也未必能收到預期效果。

況且,展望2013年後續的幾個月,還有一些棘手狀況,足以令一般住家、商店、企業機構都備感苦惱,首先便是每年6~9月的夏月電價階段,即將來臨;再者則是由政府主導的下一階段電費調漲方案,也預定在10月實施。

因此即便若干住家、商店或企業機構,並未懷抱太強烈的憂國憂民情懷,也不太關心所謂的地球暖化、氣候變遷等議題,更無感於節能減碳究竟能省幾百座大安森林公園,但起碼最現實的一點,就是大家的荷包就要失血,倘若再不重視節能,恐怕會失血得更加嚴重。

在此前提下,如何透過有效的管理工具或技術,藉以達到用電需量抑制,乃至於用電量的減少,便成為備受各方關心的重大課題。

欲求節能 必先了解用電量
為了節能這檔事,不論一般商家行號、政府機關或學校,大家的壓力都不小。

以企業來說,肇因於全球經濟情勢仍未安穩,鄰國競相投入貨幣競貶大賽,顯然可能導致出口衰退、利潤轉薄的因子,確實並不少;在營運績效的能見度不算高的情況下,又適逢電價調漲壓力如影隨形,就好比蠟燭兩頭燒,簡直讓人不知該如何是好。

至於政府機關或學校,則受制於「四省專案計畫」(含省電、省水、省油與省紙),被要求務必要秉持「當省不用、當用不省、節約使用」的原則,將節能減碳觀念融入工作環境當中的每一個細節,除了自己得擬定四省目標、計畫與執行方法,而且後續的執行成效,還需定期接受督導考核;為了避免落得難堪的考核成績,不管機關或學校的主事者,皆不容疏於推動節能措施。

只不過,即使不少民間企業、政府機關或學校都知道要做節能,也深知假使罔顧節能,電費成本便會居高不下,或是影響四省專案的考核績效,但到了最後,對於遏阻電費增長、抑或避免考核成績太差,成效都頗為有限,為何如此?

道理很簡單,因為他們並無太多可供節能的依據;單憑傳統的機械電表上,不斷轉動的圓盤,以及不停增加的度數,這些冷冰冰的內容,實在讓人無從得知自己到底耗了多少電,又實現了哪些節能成效。

根據英國牛津大學氣候變遷協會的研究報告顯示,對於能源消費者,只要能夠看到自己的用電資訊,即可望減少5~15%的用電量;由此看來,舉凡一般家庭、社區、工廠或辦公大樓等不同場域,要進行節能的首要步驟,應該是先行了解目前的能源使用狀況,才能知所檢討,繼而逐步改變現有設備的使用習慣,更有甚者,進一步淘汰現有的高能耗裝置,轉而採用較為省能的設備。

如何將機械電表無從展現的訊息,可被即時傳遞到能源消費者眼前?答案就在於資通訊以及環境監控技術的整合,而這些整合應用的前哨站,即是先進讀表基礎建設(Advanced Metering Infrastructure;AMI)、智慧電表(Smart Meter)。

隨著智慧電表的部署,無論哪一時段耗用多少電力,而這些電力的消耗,究竟源自於空調、照明或其他機電設備,通通都有跡可循,並且讓人一目瞭然;如此一來,企業高階主管不必像過去一樣,端詳了電表數字跳動許久卻無計可施,隨時開啟電腦,便可從螢幕上觀看當下的詳細能耗資訊,使得以往深不可測的黑盒子,如今變得格外透明清晰。

智慧電表 是能源管理的樞紐
曾經有人這麼說,談到智慧電表,比起傳統的機械電表而言,兩者外觀差距實在不大,一方面只不過轉變成電子式電表,二方面增加了雙向通訊功能,其實沒有什麼太過高深的先進技術,何以被形容得如此價值無窮?

事實上,如果深入探究智慧電網、AMI、智慧電表彼此之間的交互關係,便不難理解,智慧電表確實重要。首先說到智慧電網,它是一套整合電力、通訊、資訊等技術所建設而成的系統,可讓能源的供應者即時且完整地掌握用戶端的用電資訊,進而透過需量管理(Demand Response Management)、自動調控(Self-Healing)、即時量測(Real Time information)或最佳化用電配置(Optimization)等作為,針對配電與供電善加管控。

有關AMI,則的是串聯電表與終端設備的系統,舉凡智慧電錶、資料集中器、通訊系統、通訊伺服器、電表資料管理系統(MDMS)等林林總總的項目,其實都在AMI的範疇。有人曾形容,AMI就像是智慧電網的神經系統,用戶一旦透過它,即可充分掌握用電資訊,並按照當下的能耗狀況,進一步驅動節能、停復電管理、電表設備資產管理等各式加值應用。

值得一提的,AMI雖說是智慧電網的神經系統,但在系統當中,也總得倚靠關鍵的細胞,才能讓整套系統恆常運作,依此角度來看,處在前線協助蒐集用電資訊的智慧電表,無疑就扮演著這個角色。

憑藉智慧電表,用戶能夠創造 哪些應用價值?其實相當多。第一,用戶可以察覺到能耗的「死角」,譬如某個中學的校長,向來以奉公守法自許,上級交待要推四省計畫,他立即全心全意投入,三申五令要求同仁務必養成良好用電習慣,自己也隨時緊盯有無不當的耗電行為,結果電費帳單一來,才發現根本沒有改善多少,後來裝設了數位電表,才驚覺在夜深人靜的校園裡,耗電量只比白天少一點點而已,實在太不合理,幾經深入檢視,發現是飲水機頻頻自動加熱所致,在此之前,根本沒人意識到這個問題。

第二,用戶可及早掌握設備異常狀況。某家製造企業的高階主管,發現到一個離奇現象,儘管近期訂單接得少,生產線也不算忙碌,但工廠耗電量卻持續攀升,即便到周末假日也依舊如此,該主管據此推論為可能是生產設備出狀況,趕緊聯絡合作廠商,請對方派員檢修,果不其然,的確是某台設備出了問題,就快要瀕臨失能狀態,如果再不修復,隨時都有可能停止運轉,屆時公司所損失的,即不只是花得很冤枉的高昂電費,而是因生產線停頓所帶來的巨額損失!

再者,不少企業都與台電簽訂「契約容量」,一旦用電量超出契約達15分鐘,便會遭受罰款,而且幅度可謂不小,此時即可以智慧電表所傳遞的訊息為基底,繼而搭配需量管理等加值應用措施,讓系統自動在瀕臨契約容量時發出告警,甚至做進一步的用電卸載控制,藉此避免挨罰。