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解決方案

燃料電池全球智慧遠端監控系統

方案介紹

創始於1956年的中興電工,早期著重發展氣體絕緣開關(GIS)、重電設備、發電機、發變電所統包工程、停車場管理等業務,2008年投入新能源領域,積極開發電堆、重組器與電力轉換器等燃料電池次系統,爾後於2014年購併美國燃料電池公司H2PT、2016年購併加拿大Ballard燃料電池業務部門,順勢掌握逾40個專有IP (Intellectual Property),一舉躍為全球燃料電池的技術領先者。

針對大型設施的備援電力,例如水處理廠、煉油廠、電信基地台、甚是地處偏遠的社區或專業觀測站等,幾乎以柴油發電機為主,但柴油發電機有供電量與供電時間的限制、高分貝噪音、高震動、過熱停機、碳排放環保等問題,目前被譽為新能源之一的氫燃料電池,是目前市場上主要的替代方案。

截至目前,中興電工的燃料電池機組ME2Power,在全球累積逾3,000台安裝實例,有相當比例是作為電信基地台的備用電力。ME2Power機組內含電力模組(可裝載兩顆2.5kW電堆)、甲醇水重組器、燃料槽等關鍵項目,在燃料滿載下,若以5kW輸出功率運行,發電時間長達40小時;該燃料電池機組可整合多項感測器,產出燃料電池運行狀態、燃料甲醇水儲存槽狀態等等關鍵資料,並透過SD卡予以存放。

以電信基地台而論,業主固然可透過人力定期點檢,彙集上述關鍵資訊,但勢必導致維運成本偏高,且難以即時掌握故障訊息,尤其多數基地台佈建於偏遠地區,礙於人力派遣不易,只能降低點檢頻率,更使察覺故障的時機點延後,連帶可能造成基地台無電可用,迫使當地通訊中斷。

有鑑於此,中興電工決定發展適用於燃料電池的SCADA全球遠端即時監控系統,主要考量是,既然已能擷取並儲存ME2Power運行狀態資訊,若進一步為該機組賦予傳輸通訊功能,便可望持續將相關數據即時傳遞至各個國家或地區的RCC (Remote Control Center),接著彙集到總部進行集中監控,如此業主無需耗費大量人力工時,即可輕易掌握每台ME2Power機組的運行狀態、燃料甲醇水儲存槽狀態、供電量、供電時間、電壓及電流產量等資訊,甚至一旦遭遇零組件即將損毀、燃料水位即將不足,或者機箱的門被開啟…等等異常現象,系統皆會即時發出警示。

因單一燃料電池費用不低,市場接受度在初期一直無法拓展,但因為賦予了全球遠端即時監控的管理價值,連帶觸發中興電工的創新靈感,決定在ME2Power傳統賣斷銷售模式外,轉向以設備租賃、電力監控服務等新商業模式;對用戶而言,原本偏高的初始採購成本(價格約為柴油發電機的5倍),如今化為細水長流的費用支出,促使財務負擔驟減,導入意願自然提高,大幅增強ME2Power市場競爭力。

為打開ME2Power通訊的關節,讓遠端監控更智慧化,中興電工與Moxa策略聯盟,利用具備遠程終端控制設備(RTU)功能的Moxa智慧型I/O ioLogik,其8個DI與8個DI/O,可充分滿足機組所需的感測元件,並透過3G行動通訊,即時將機組資料傳回控制中心的SCADA系統;且內建Moxa獨家Click&Go Plus功能,可於前端提供控制邏輯功能,例如甲醇水存量低於標準即發出通知,機櫃門疑似遭到破壞開啟時可觸發告警、亦或是機組內部溫度過高立刻發出警示等;此外,多種告警模式更提供雙重保障,包括可透過SNS簡訊、email和SNMP Trap發出即時告警。


(燃料電池全球智慧遠端監控系統示意圖)


然而,要精準掌握全球監控系統,勢必得面臨到各國通訊法規不同的限制與挑戰,Moxa為MSP聯盟夥伴中興電工量身客制mini-PCIe通訊模組,以便能彈性因應各國通訊條件,同時也透過Moxa夥伴關係找到可靠專業的系統整合商,協助中興電工開發自有SCADA全球監控軟體,自己擁有完整原始碼,從產品到系統完全掌握,更可確保服務品質與效率;加上Moxa經銷網絡遍布全球70餘國,可協助中興電工提供當地緊急維修與支援服務。

隨著SCADA全球遠端監控系統的運行,中興電工除可監看遠端燃料電池的即時狀態,也會利用累積的大數據資源,進行統計分析,據此找出關鍵線索,協助客戶提高燃料電池運作效率、滿足預防保養需求,創造更高的附加價值。利用工業物聯網技術,中興電工將燃料電池從單一的販售型產品,經由感測與網路的串聯,轉型為新能源的智慧應用,變身全方位的設備服務與監控系統解決方案,成為更具價值的最佳備援電力系統。


(中興電工燃料電池SCADA監控系統畫面)