微电网酝酿新商机半导体元件需求引爆
微电网已成为今年能源产业的发展重点;由于其须具备即时监控、双向功率控制、区域用电预测与协调等功能,因而也带动通讯模组、高速开关及隔离功率元件导入需求,吸引相关供应商蜂拥抢市。
核能研究所核能仪器组智网分组长张永瑞表示,再生能源系统供电量变动剧烈,且须透过直流对交流(DC-AC)转换机制才能顺利併入主电网,一旦应用比重增加,势将造成主电网电压浮动和频率稳定性不佳等问题;所以,随着再生能源渗透率持续增长,各国能源主管机关也已配合展开结合主电网、太阳能及储能系统的微电网试点计画,以确保供电品质。
目前欧美及日本皆正加快微电网布建脚步,其中,欧洲地区装设的太阳能系统瞬间总发电量已占整体电网40%以上,儘管部分系统备而不用,但平均发电量占比仍趋近10?20%;而美国再生能源发电比重亦超越10%,预计于2020年更将倍增至20%;至于日本则响应非核家园理念,积极推广再生能源建案。
张永瑞也透露,现阶段美国施行微电网政策的脚步最快,近期已发布2013?2015年的微电网研究计画,并已设置六个试点运行示範区,做为未来全面落实智慧电网的试金石。
一般而言,电网可分为发输配用四个阶段,而微电网主力负责配电与用电的中后段管理,覆盖能力大致在100kW~5MW範围,等同一个千户等级的区域电网。由于微电网结合太阳能与储能等直流电系统,以及交流电主电网,故着重于电源切换、双向控制、联网管理与电网隔离保护机制,与传统电网或一般太阳能系统的元件需求不尽相同,可望带动新的功率半导体与联网模组需求。
张永瑞指出,微电网中的电力转换与控制设备须导入耐上千伏特高压的功率半导体、支援实虚功率补偿和低电压穿越(LVRT)功能的拓扑,以及高阶脉衝宽度调变(PWM)控制元件,分别因应电力控制与开关需求,才能在大量直流电瞬间涌入主电网时,自动解除併网状态并切换至孤岛运转模式,改由太阳能或储能设备直接供电,以确保配用电机制正常运行。
此外,微电网基础设施也须透过PLC技术、ZigBee或Wi-Fi通讯模组,即时监控并回报区域用电,以及再生能源及储能系统电量资讯,以利进行配电调度,发挥微电网的智慧能源管理效益。