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創新與研發

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強化低碳能源應用

台電推動低碳電力力行不倦,然而仍不可忽略各類再生能源導入之潛在挑戰與困境,藉由研發技術之輔助使再生能源得以滿足社會大眾電力使用需求。透過電力預測系統,結合儲能系統將對電力需求進行削峰填谷措施,強化能源發展之競爭力。

再生能源預測與應用系統

風力發電與太陽光電屬於間歇性能源,其併網後容易造成電力系統不穩定,再加上無法預估之發電輸出多寡,將導致電力調度困難度及電網運轉投資與操作成本增加。因此,風力發電與太陽光電的出力預測,將是未來能否大量饋入電網的重要關鍵之一。

為因應再生能源之不穩定性,針對風力發電出力預測系統,台電已開發用於台電風場的短期(6小時)與中期(48小時)風力發電出力預測系統。另外針對太陽光電發電預測,亦已開發出台電一期太陽光電站未來48小時發電出力預測系統。未來,將開發風機運轉維護監控技術、太陽光電系統運轉維護監控技術、水庫集水區降雨量與水位變化預報系統,優先開發相關技術,建立綠能調度營運能力。

風力發電系統之先進工程分析及監測診斷技術

風力發電為台電推動再生能源主力之一,近年來陸域風場漸趨飽和而轉往離岸風場發展,依歐洲離岸風場發展經驗,其建造與運維困難度遠較陸上風機高,因此相關之評估與技術引進等先期準備工作對未來風場之可用率與可靠度為關鍵影響因素之一。

為有效管理風力能源,台電正研發運轉監測系統(Condition monitoring system, CMS),其效益可提早獲得風機健康狀況,有維修需求時亦可事先準備更換之物件,達成將停機時間縮到最短之效能。

然而,眾多國際監測設備供應商提供之風機故障監診系統、葉片運轉監測系統成本高昂,較難以廣泛建置於台電之風機上。此外,多數監測功能僅以振動或監測噪音為基礎,對於振動及噪音整合運用作為監測功能者甚少。

有鑑於前述技術困境,台電自行研發之運轉監測系統,透過在風機塔柱內進行運轉振動、噪音之監測,對風機機械或電機之潛在故障狀態及葉片條件進行監測提出早期預警,避免嚴重損壞所造成時間與金錢之浪費,提升風電機組可用率與發電效率。另外更可進一步藉由電腦輔助工程(Computer Aided Engineering, CAE)建立相關分析模組,搭配前述CMS監測系統進行探討風機結構之振動頻率解析,累積研究資料並建立分析資料庫,逐步強化風場營運管理能力。

未來,台電規劃將針對全台灣離岸風場與風機,進行離岸風力技術之風險評估、離岸風機葉片維護檢測及監控技術,以及全臺陸上風場與風機全系統動態模擬,形成在地化之風力開發資料,藉以作為臺灣風力能源穩健發展的基礎。