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成功案例

南非小型社區混合型儲能微電網系統應用案例

案例區域
南非
應用分類
設備監控、數據擷取與分析、監視與監控系統
案例介紹

眾所皆知,非洲大陸地廣人稀,電網覆蓋率不高,因此當地政府對於區域電網的發展,擁有很高的期許與需求,也對於太陽能寄予厚望,無奈礙於高失竊率、風沙過大等不利因素,導致太陽能發展不甚順利。

深受前述困擾的南非,在2014年經由中興電工協助,以燃料電池、儲能電池、逆變器組成一套混合型儲能系統,使一個長期缺電的34戶小型村落,得以享用24小時不間斷的電力。經過兩年試行,證實成效顯著,南非政府期望與中興電工繼續合作,將成功模式複製到其他村落。

中興電工提供的甲醇重組型燃料電池ME2Power,係屬於定置型系統,不含燃料的重量達295公斤,基本上有心人士欲拆卸與搬動機組的難度極大,加上該系統利用燃料重組器將液態甲醇燃料轉成氫氣的運作模式,對於一般人而言有極高的認知門檻,不似太陽能板的操作原理,較易讓人理解,因此遭竊可能性較低,可持續執行供電任務無虞。

ME2Power的設計初衷主要是作為電信業基地台的備援電力系統,如今進一步成為南非小型社區的基載用電,堪稱一項突破性的應用創舉。南非政府導入使用燃料電池,有幾個主要理由:首先該村落的平均每戶日常用電量不大,僅1kWh(台灣則為5kWh),以多組5kW燃料電池併聯方式,再搭配儲能機制,即可充分因應當地用電需求,可謂經濟實惠;中興電工估算,該34戶村莊的基本用電容量為35kW,每天下午的5點到7點,是居民下班返家煮飯的時間,算是一天中的用電尖峰,此時電力需求上看75kW,但以燃料設置容量的50kW而論,其餘25kW的缺口,以儲能電池就能補足。

況且,南非政府經過審縝評估,若想針對電網未普及之地鋪設輸配電線路,只要距離大於20公里,相較於佈建燃料電池,即完全不具成本效益,經過利弊得失的衡量,最終決定採用燃料電池。再者,燃料電池的重要觸煤之一即是白金,而南非為白金生產重鎮,所以透過中興電工與當地白金礦場合作,聯手在偏鄉推廣電力應用,一來可填補民生用電缺口,二來亦能促進經濟發展,可謂一舉數得。

中興電工的燃料電池是目前全球燃料電池市場上唯一有搭配遠端監控服務系統,其優勢在於機組運用Moxa ioLogik 2512智慧型遠端I/O,內建SD卡與3G行動通訊功能,加上具備Click&Go Plus 前端控制邏輯功能,可將前端燃料電池各項感測資料儲存於該機SD中,同時可透過3G通訊,將資料傳回區域監控點,進而彙整回中興電工的總控制中心,搭配委託系統整合商夥伴開發自有的SCADA軟體,利用網路的串接,發展出全球ME2Power案場的遠端即時監控系統,甚至透過手機,就可隨時監控分布於全球各據點的燃料電池使用現況,包括用電量、電壓、供電時間、甲醇水儲備量、甚至機組櫃門禁感測等,不僅節省人工點檢時間與費用成本,未來透過數據分析,亦能協助客戶提高燃料電池運作效率,創造預防維護的附加價值。

(中興電工燃料電池全球智慧遠端監控系統示意圖)



另一方面,透過這套服務系統採用租賃模式,客戶毋需一次支付等同於柴油發電機5倍價錢的高昂建置成本,以長期分攤的租金方式,便能輕鬆享有穩定的電力供應服務。若以電力服務型式而論,可全部委由中興電工代為維運,包括確保設備持續正常運作、及燃料水位的持續充足,用戶按實際發電度數付費即可,對於若干預算不足的案場,無疑具有莫大吸引力;南非政府即是奠基在電力服務模式,與中興電工建立長期合作關係,甚至擴大混合型儲能系統的導入範圍。


管理方面,Moxa ioLogik 2512智慧型遠端I/O,可支援簡訊(SMS)傳送功能,爾後中興電工可善用此優勢條件,與派工系統深度整合,遇到某機組的某元件出現異狀,均可透過SMS告知當地服務商,確保維修人員能即時攜帶正確的備品或料件前往案場,以最快速度完成故障排除。

展望未來,中興電工將持續強化SCADA全球遠端監控系統的機能,加入Moxa Solution Partner創新聯盟,與Moxa合作開發如何支援GPS定位功能,以期使在成本效益最佳化的前提下,更能精準集中掌握全球燃料電池據點,提升電力服務品質。

(南非小型社區混合型儲能微電網應用實景,真正實現自發電、自儲電、自用電。)

 

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