能源自給減輕污染 離島和供電不穩定地區先行

特斯拉(Tesla)旗下的SolarCity,近日完成以太陽能板為南太平洋上塔烏(Ta’u)島供應全島電力的計畫,取代高污染的燃油發電。無獨有偶,SONY也正嘗試在沖繩打造自給自足的分散能源社區。

鳥瞰太陽能板與儲能系統(圖片來源:SolarCity部落格)

鳥瞰太陽能板與儲能系統(圖片來源:SolarCity部落格)

塔烏位於南太平洋美屬薩摩亞,面積約44平方公里、居民近600人。長期仰賴柴油發電機來發電,萬一船期延誤的話,島上就不得不實施輪流限電。在美屬薩摩亞官方與美國內政部及環保署資助下,特斯拉與SolarCity在島上架設了5,328組太陽能板、共提供1.4MW的最大發電量。太陽能板可在7小時內充滿電池。搭配60組特斯拉Powerpack蓄電池,合計6千度儲電量,即使沒有陽光,也能維持全島三天電力。島上商業活動及醫院、學校、警消等公共設施將全部改用太陽能。

穩定的再生能源,取代了高排碳的火力發電,也幫助塔烏島省下每年數十萬公升的燃料購買與運輸費用。如果換成比較「先進」的地區,擺脫化石燃料是否仍然可行呢?

索尼電腦科學研究所(SONY CSL)自2013年與沖繩科學技術大學院大學(OIST)合作,在OIST校園的教職員宿舍新型家用能源系統的實證研究。一樣是由太陽能板和蓄電池組成,但特點在於「分散」:在多棟住宅中設置發電與儲電設備,並架設線纜連接各棟住宅、相互融通直流電。

開放能源系統計畫展示點(圖片來源:OIST網站)

開放能源系統計畫展示點(圖片來源:OIST網站)

假設A戶在白天外出、基本上不用電,太陽能板產生的電力在蓄電池充滿後,便浪費掉了。此時,B戶大量用電、電力吃緊,系統便會將剩餘的電力調往B戶;這就是「融通」。此外為了防止蓄電池耗盡,該系統可無縫切換大型電網,確保供電穩定。簡言之,這套系統實現「電力大家造、大家用」。

一開始只有3棟住宅,2014年12月起,共有19棟住宅參與這項研究,其中10棟安裝了2.8kW的系統、9棟住宅安裝了4.2kW的系統。蓄電池則皆為4.8度儲電量。電力融通已可自動進行,主要根據三個條件進行計算:一、蓄電池的電量超過75%才開始與其他住宅融通;二、根據各家庭過去的用電模式;三、社區內設置的氣象監測系統資訊。這套分散電源系統在住宅之間融通的是350V高壓直流電。設備製造商如大金空調也藉此機會將現有機型進行改造,直流驅動的效率更高。

SONY CSL選擇在沖繩開展實驗,是為了確認系統能否耐受颱風季節的考驗。如果成功,遍佈世界各地的離島以及不通電的偏僻地區隱藏著巨大的市場。

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