主页(http://www.cnwulian.net):节能时代─ 智能电网
节能意识的高涨,智能电网成为新时代面对耗能问题的解答。
传统电力网络从发电开始,经由电力运输、配给,到供给终端应用,为单向式集中发电输出。一般状况下,国内电网传输量仅20% ~ 30%,电厂运转效能仅不到40%,且电力在线路运输过程中将平均有10%的损失,经常造成能源的浪费。节能意识的高涨,智能电网成为新时代面对耗能问题的解答。
智能电网的组成
智能电网与传统电网的主要不同在于 " 双向沟通 “,能源的供输配给从单向集中变成整合的发电。用最简单的方式能将智能电网画分成三个区块:
1、发电与电力的输运配给
利用新发电技术与运输材质,搭配智能控制进行配电,将产能效率优化,排碳量及运输过程的线路耗损的最小化。
2、智能电表基础建设AMI
以智能电表为首,是系统的核心平台,纪录电力使用情况,承担着对家庭内部能量源数据采集、数据储存、数据管理分析,对家庭各种设备自动化应用、家庭安全处理,与数据中心进行互动、接受小区服务信息等功能,同时为用户提供人机界面。将数据上传至云端,并依指令控制能源。
3、云端运算数据库
如同智能电网的大脑,通过对设备的远程采集,实现对能源资料的统一管理、统计分析、异常监控、使用者互动、增值服务等各种功能。提供对家庭进行远程能源管理、安全管理、家庭自动化应用等功能。
将三者整合的发展成为智能电网的关键,使得供需两端能够更有效的沟通,利用终端管理装置将数据上传至云端数据库进行运算,经由分析与计算后自动判断最适合有效的配电方式,将多余的电力输往他处,减少能源的浪费,并能实时判断电网情况,进行自我诊断,让电网运作质量更为顺畅与高效。
技术的发展
物联网的范围逐渐扩大,涉及人们日常最重要能源的智能电网更是发展重心之一,现阶段,核心技术之一的云端运算基础,对高度发展的信息科技已不再是难以跨越的问题,并随着网络速度的革新,为未来处理更巨量的数据做好准备,而现今的发展则进入能源的管控与来源。
分布式发电─区域电网
不同于传统的大型发电厂,欧美国家纷纷开始推广小型且独立的分布式绿能发电系统,家户利用太阳能进行发电的自给自足,接着透过智能能源系统的控管,让云端分析是否该从其他邻近的发电站需求额外电力,或者将多余电力转送给他处用户,藉以形成区域性紧密且多向的电力网,不仅优化电力使用的质量,邻近的传输更大大减少输电距离,降低了电力运输过程必然的耗能,提升整体能源使用效率。
智能电表可以依照用户自己的设定,去帮用户做到节能减碳的功能,
在2003-2004年间,美国加州曾进行一项实验,将智能电表分送给某一地区居民使用,并分别提供不同的讯息。
第一组: 仅提供每小时的电流量
第二组:利用每小时的电流量进行室内冷暖气机的调节
第三组:配合智能电表中的数据,将全部家电用品用电状况做最适调节
实验结果显示,在用电尖峰时段的使用状况,三组实验分别省下了13%、27%、和43%的用电量。经过统计,如果全美都装设这种智能电表,一年可以节省30亿美金的电费。
市场调查机构IDC 曾发布《2010-2015全球智能电网投资预测》,估计截至2015年全球智能电网的投资将达到464亿美元,较上次统计时间2010年增加17.4%,主要成长来自于欧美地区与亚洲市场,又以亚洲市场为未来需求展望最大的地区。
产业链展望
1、储能装置的发展:
为减少电力因长距传输的线路耗损,需要小型储能装置做为能源运送的中间站,将可能是智能电网中发展的重要项目之一,利用高效的储能电池将多余能源暂做存放,让能源有更弹性的配置空间,能使发电设备更有效率的运作,减少不必要的发电,提高发电利用率。
2、信息安全升级需求:
智能电网的背后支撑为大数据数据的搜集,数据中充满着用户的使用习惯、个人资料、甚至整个国家电网的布置分配等等,信息的安全极为重要,一但被黑客入侵平台,将造成的伤害非同小可,对资安的疑虑也是目前全球许多地区民众不愿加入智能电网的主因之一。
3、云端网络IT产业:
市场研究机构IDC与Gartner均预估2020年时,全球物联网相关应用装置将达到250亿个以上,背后隐含着庞大的云端市场,不只做为智能电网的大脑,云端产业也是物联网时代的重心,从各大企业都争相踏入云端领域的开发,便可知道其未来的发展性,目前世界前三大云端IT公司(Alphabet、Microsoft、Amazon)市值已达900亿。
4、智能电表基础建设(AMI):
要完成智能电网的架构,智能电表基础建设为整体布建上的核心,而智能电表又是AMI中的要角,AMI就像是智能电网的讯息沟通网络,而智能电表则为其中信息处理收发的关键。
目前全球一共约有17亿台的电表,若全数更换为智能电表,市场规模将相当庞大,根据市场研究机构IHS报告中所估计,2015年全球智能电表市场将达1.32亿台,并在2019年达1.5亿台,平均年复合成长率3.2%。另外In-Stat研究也指出,全球智能电表市场营收预估在2016年将超过120亿美元,至2020年智能电表渗透率将高达59%。
5、能源管理系统Energy Management System (EMS):
为智能电网的一环,为使用者端能源的控制中心,透过网络将使用范围内的所有耗能设备连结,汇总每项产品的使用情况,交由云端分析回馈给使用者其能源使用及分布状况,以利其做出最有效的电源方案,包含家庭能源管理系统(HEMS)、大楼能源管理系统(BEMS)及企业能源管理系统(EEMS)。目前此市场尚未成熟,处于起步阶段,但外界普遍看好其5~10年后的成果,应有相当大的市场空间。
6、绿色替代能源:
除了节能之外,能源的来源与排碳量的下降也是智能电网发展的议题,近年再生能源的转换率及成本效益在政府的扶植下已有显著提升,风力与太阳能为现今绿能中市场份额最大的两个项目,约占总体绿能发电超过九成,而其中太阳能发电为家户分布式发电系统的发展的主要方向,目前成长相当快速,预估是未来50年成长最快的能源产业。
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(责任编辑:ioter)