隨著2050淨零碳排趨勢,邁向低碳的發展過程中,電力供給有別於傳統的石化能源,會需要更多的再生能源,如太陽光電、風力發電等。再加上未來電動化的發展,電動車也大量導入電網,未來電網勢必需要更智慧化的調度與控制,打造更高效率、更先進的智慧電網。
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提升再生能源效率,寬能矽PCS來幫忙

資料夾icon 專家觀點
行事曆icon 2022/07/21
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隨著2050淨零碳排趨勢,邁向低碳的發展過程中,電力供給有別於傳統的石化能源,會需要更多的再生能源,如太陽光電、風力發電等。再加上未來電動化的發展,電動車也大量導入電網,未來電網勢必需要更智慧化的調度與控制,打造更高效率、更先進的智慧電網。


智慧電網讓未來更綠色、永續、數位化。


PCS是什麼?寬能矽PCS又有哪些優勢及應用?

臺灣能源轉型以減煤、增氣、展綠、非核之潔淨能源發展方向為規劃原則,訂定2025年再生能源發電占比20%政策目標。工研院綠能與環境研究所副組長黃永福指出,從減碳效益來看,2025年再生能源發電量要達到20%的情況下,大概要提供500億度電,這500億度電若能提升1%的效率,就會節省5億度電,以溫管法定義,也就等於減少25萬公噸的碳排放量。因此,綠能效率提升對於減碳相當重要,而Power Conversion System(PCS)就扮演重要角色。

PCS可將不同的能源轉換成可用的交流電,如將太陽能所產生的直流電、直流電池的直流電、或風力發電產生的交流電,轉化成電力網所需要電壓、頻率,再透過適當的控制加入電網。PCS的關鍵技術包含軟體及硬體,硬體的部分有功率半導體元件、周邊的被動元件、整體拓樸結構、散熱系統的設計;軟體的部分則是針對不同的功率元件、拓樸結構下的切換與調變、控制的演算法。其中,功率半導體的性能,決定了PCS的整體效能。

傳統矽基元件應用於MW級高壓大電流切頻多為數kHz以下,而新一代寬能矽-碳化矽(SiC)元件則具備更高的切頻能力(>10kHz)。此外,碳化矽元件還包含以下優勢:低切換損失,較Si IGBT減少25-40%;高溫度操作,較Si高25-50℃;高耐壓及高系統操作頻率(20-100kHz)。透過這些優點,未來寬能矽PCS朝向更輕薄、短小的技術發展,可應用於電網相關設備,如固態變壓器、電動車快充樁、再生能源PCS、軌道車應用、伺服器電源等,讓PCS達到高效率、高可靠度。


掌握能源轉型關鍵,晉身綠領新貴人才

面對2050淨零碳排,以再生能源引領電力結構轉型,突顯電力、智慧電網之重要性;因應電力領域人才缺口,工研院於2018年成立「電網學校」,匯聚完整的智慧電網與綠能領域學習資源,包含「綠領能源工程師」、「智慧電網經理人」、「電動車充電樁規劃與應用」、「離岸風電工程師」「電力電子系列」等,用智慧電網整合技術解鎖能源轉型新商機,帶你開啟最前端的綠色新職涯!



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