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智慧能源管理新時代─變速抽蓄水力電廠

2016/09/05 經濟部能源局 點閱人次: 737

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撰文/黃釋緯

有效解決再生能源間歇性發電問題,是發展再生能源不得不面對的技術課題,目前的解決方案,以建置儲能設備為主。然而受限於成本因素,儲能技術開發仍待加強,抽蓄水力電廠(Pumped Storage Hydro Plants, PSPs)是現行最經濟可行且具開發潛力的技術。讓我們來看看,歐盟如何以eStorage計畫提升歐盟境內的再生能源規模。

eStorage技術升級,增加電力負載平衡

歐盟於今年(2016)5月公布境內設置新型變速抽蓄水力電廠的eStorage計畫,其設置容量共計2,291GW,這個數量是歐盟既有抽蓄水力電廠規模的7倍之多。本計畫主要集中在EU-15國家及挪威、瑞士境內,由北方的挪威到南方的西班牙及義大利,其中,挪威因其境內豐富的水力資源,預計將有1,242GW設置容量,超過計畫一半之多。

eStorage計畫的核心就是先以示範點的方式,推動會員國內各原有的定速抽蓄水力電廠升級轉換成變速抽蓄水力電廠,在升級的過程中,也導入資訊科技系統,以開發出電網管理解決方案,來配合電力即時市場,此專案並將提出新電力市場管理的架構,支持歐盟境內建立靈活的能源儲存系統的商業模式。最後是開發評估相關技術解決升級為變速電廠,可增加額外的電力容量去維持負載平衡。

提高電網管理彈性及再生能源穩定性

雖然抽蓄水力電廠具有穩定電力市場供需平衡之效果,但是以往對於穩定電網的管理是以水渦輪機組模式運作,將定速抽蓄水力電廠升級為變速水力抽蓄電廠後,不但可增加電廠的效率與彈性,也將抽蓄水力機組納入電力管理,另外也可以提供電力公司處理間歇性的再生能源過剩的問題,亦即在再生能源過剩時,可以快速將水抽到上水池,以備後續再生能源無法發電之需。

抽蓄水力電廠雖然可以調節電力負載供需平衡,且較一般火力電廠更具成本效益,但是傳統抽蓄水力電廠的電力管理仍是以發電管理的模式運作,其抽水方式不是滿載抽就是不抽,電廠的操作彈性受到限制。新型的eStorage可以將傳統的發電模式轉化為抽蓄模式,增加操作的彈性並提升效率,除了穩定供電外,更改進傳統抽蓄水力之缺點。

電廠汰舊更新,既減碳又環保

由於歐盟規劃在2020年將風力發電占比提升至20%,太陽光電提升至15%,以達成其節能減碳目標。eStorage計畫規劃在2017年升級75%的既有抽蓄水力電廠為變速水力電廠,預估可增加約10GW的裝置容量,並可免除8~10年興建電廠的高額成本與環境衝擊,達到雙贏。


關鍵字:能源管理,抽蓄水力電廠,儲能設備,再生能源

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