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國內燃料電池測試能量介紹

2015/08/05 經濟部能源局 點閱人次: 694

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文字、圖片/經濟部能源局

燃料電池產業是一新興的能源產業,對一般消費者而言,對於新產品的接受度,除了價格,不外乎就是要考量性能與使用上的便利安全;對政府而言,訂定相關的標準來規範產品品質,保障消費者的權益與安全,是最基本的工作; 對燃料電池業者而言,瞭解自己產品所適用的規範,符合相關產品標準,才能讓燃料電池商品成功上市,獲得消費者信任,進而打開國際市場。

由於一般民眾對於燃料電池的認識不深,再加上燃料電池運轉時所需的燃料,多為可燃性氣體或液體,在產品設計上須有多重的安規考量,才能建立消費者信心,這就凸顯了燃料電池安全規範的重要性。而在另一方面,由於燃料電池的整體能源效率(包含發電效率與熱回收效率)可達80 ∼90%,高出其他傳統發電方式甚多,因此必須有標準的能源效率測試方法,對於不同產品才有一致的比較標準,並能明確量化節能減碳效益,瞭解產品的性能。

因此,國內外各相關單位為了因應燃料電池市場的逐漸成熟,近年來也開始訂定並公告燃料電池性能與安規的相關標準。

國內燃料電池標準發展與測試能量

國內燃料電池相關標準由經濟部標準檢驗局負責彙整訂定,主要是參考IEC 62282系列標準,並參酌國內相關法規,調和成CNS 15468系列。目前已經針對燃料電池模組、定置型系統、可攜式系統、微型系統和單電池的性能與安規,公布一系列標準,並且跟隨IEC更新的腳步,定期修訂公告新版。已公告的CNS燃料電池標準現況如表1所示。

表1 CNS 燃料電池標準現況

IEC 62282

CNS 15468

標準名稱

CNS公告

 

第1部

術語

2011 / 07

 

第2部

燃料電池模組

2011 / 05

第3-100部

第3-1部

定置型燃料電池發電系統-安全

2011 / 05

第3-200部

第3-2部

定置型燃料電池發電系統-性能試驗法

2012 / 01

 

第3-201部

小型定置型燃料電池發電系統-性能試驗法

---

第3-300部

第3-3部

定置型燃料電池發電系統-設置

2011 / 10

 

第4-101部

燃料電池發電系統做為非道路車輛之推進及輔助電力單元(APU)-電動產業卡車的安全

---

 

第5-1部

可攜式燃料電池發電系統-安全

2012 / 05

第6-100部

第6-101部

微型燃料電池發電系統-安全-一般要求

2013 / 10

第6-100部
附錄G

第6-107部

微型燃料電池發電系統-硼氫化合物微型燃料電池系統-間接式燃料電池之第4.3 類水反應性硼氫化合物

2013 / 10

 

第6-200部

微型燃料電池發電系統-性能試驗法

2013 / 04

 

第6-300部

微型燃料電池發電系統-燃料匣之可互換性

2013 / 04

 

第7-1部

聚合物電解質燃料電池(PEFC)之單電池試驗法

2013 / 04

 

第7-2部

固態氧物電解質燃料電池(SOFC)之單電池試驗法

 

獲認證項目最多的測試實驗室─台灣大電力中心在測試驗證部分,國內已有台灣大電力中心、經濟部標準檢驗局及工研院等單位,建置了相關的燃料電池測試能量。另外行政院原子能委員會核能研究所,也特別建置了固態氧化物燃料電池測試實驗室,針對固態氧化物燃料電池的電池片和電池組,依照自訂之測試程序,量測功率、開路電壓、長時效和交流阻抗等項目。

台灣大電力中心在燃料電池模組、燃料電池系統的安規與性能上,都有所投入,是目前國內獲得TAF認證項目最多的測試實驗室。在系統部分,最大測試範圍為交流電輸出電壓350V、輸出電流135A與輸出功率10kW;直流電輸出電壓80V、輸出電流600A與輸出功率10kW 。在燃料電池模組部分,最大測試範圍則是輸出電壓120V、輸出電流100A與輸出功率3kW。

而經濟部標準檢驗局的測試項目,系統最大測試範圍到輸出功率10kW,在燃料電池模組部分,最大測試範圍是120V、輸出電流100A與輸出功率3kW。

UL在亞洲第一個合作的燃料電池實驗室─工研院

工研院目前的燃料電池測試實驗室,建置於南分院六甲院區的氫能源站內,目前最大測試範圍為直流電輸出電壓60V、輸出電流100A 與輸出功率5kW,未來將擴大到輸出功率10kW。已通過全國認證基金會(Taiwan Accreditation Foundation,TAF)的測試項目為「能源效率」、「電功率」、「燃料消耗量」、「啟動與停機之特性」、「洩漏試驗」與「電力過載」。目前工研院已於民國103年11月與國際知名實驗室荷蘭Kiwa完成能力測試比對,再藉由實驗室量測相同測試樣品的結果,來探討實驗室量測表現與測試一致性的影響因素,協助實驗室瞭解本身測試結果與整體測試結果的差異,進而確認測試能力或藉由問題探討與回饋矯正以提升檢測能力,同時亦期能提升測試報告的使用者對測試結果的信賴度。104年6月該實驗室也與大電力中心進行TAF認證實驗室比對。預計104 年9月可通過UL的見證測試實驗(Witness Testing Data Program,WTDP), 同時工研院將成為UL在亞洲第1個合作的燃料電池實驗室。

以上各單位的測試項目,如表2所示。

表2 國內已通過TAF 認證的燃料電池測試項目

工研院 台灣大電力中心 經濟部標準檢驗局 備註
建置時間 100.3.24~ 102.6.11~ 102.2.5 ~
定置型燃料電池發電系統 燃料電池模組
能源效率 ASME PTC-50
電功率 IEC 62282-3- 2
/CNS 15468-3- 2 之8.3.1節
燃料消耗量 IEC 62282-3- 2
/CNS 15468-3-2之8.3.2節
氧化劑(空氣)消耗量 IEC 62282-3-2
/CNS 15468-3-2之8.3.4節
發電效率 IEC 62282-3-2
/CNS 15468-3-2之8.3.6節
電功率反應特性 IEC 62282-3-2
/CNS 15468-3-2之8.3.9節
啟動和停機之特性 IEC 62282-3-2
/CNS 15468-3-2之8.3.10節
吹淨氣體消耗量 IEC 62282-3-2
/CNS 15468-3-2之8.3.11節
洩漏試驗 IEC 62282-3-1
/CNS 15468-3-2之5.4節
強度試驗 IEC 62282-3-1
/CNS 15468-3-2之5.5節
電力過載 IEC 62282-3-1
/CNS 15468-3-2之5.7節
氣體排放 CNS 15468-3-1,5.16節
/IEC 62282-3-100,5.15節
CO2和CO濃度 CNS 15468-3-2,8.3.16節
/IEC 62282-3-200,8.3.16節
堵塞冷凝試驗 IEC 62282-3-100,5.16節
凝結水排放試驗 IEC 62282-3-100,5.17節
COD試驗 CNS 15468-3-2,7.3.11節
/IEC 62282-3-200,7.3.8.5節
BOD試驗 CNS 15468-3-2,7.3.12節
/IEC 62282-3-200,7.3.8.6節
排放氣體溫度試驗 CNS 15468-3-1,5.12節
/IEC 62282-3-100,5.11節
表面與元件溫度 CNS 15468-3-1,5.13節
/IEC 62282-3-100,5.12節
排氣系統洩漏試驗 IEC 62282-3-100,5.20節
可聽聞噪音位準 CNS 15468-3- 2 ,7.3.13節
/IEC 62282-3-200,7.3.9節
正常操作型式試驗 IEC 62282-3-100,5.6節
停機參數 CNS 15468-3-1, 5.8節
/IEC 62282-3-100,5.8節
電氣安全試驗 CNS 15468-3-1,5.8.2節
/IEC 62282-3-100,6.2節
介電強度試驗 IEC 62282-3-100,6.3節
淋雨試驗 CNS 15468-3-1,5.15節
/IEC 62282-3-100,5.14節
燃料電池模組
正常操作 CNS 15468-2:5.2 (不含燃料消耗率)
電力過載試驗 CNS 15468-2:5.5
越極監測系統試驗 CNS 15468-2:5.12.5

國內各相關單位為了因應燃料電池市場的逐漸成熟,燃料電池標準測試實驗室也逐漸完備,希望能提供國內最完整的新興科技產品驗證平臺;而工研院也會與標檢局、台灣大電力中心合作,一起為建置國內燃料電池測試環境而努力。


關鍵字:燃料電池,經濟部標準檢驗局,工研院

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