全球新的能源革命正要開始。根據(jù)國際能源署估計，到2035年，石油產(chǎn)生的電力將每年衰退2.2%，核能年成長1.6%；中間差異及新生的需求，主要由再生能源供應，每年成長3.2%。
其中成長最快速的是太陽能，以每年15%的速度成長，但到2035年僅能供應全球1%的電力；第二快的是風力發(fā)電，每年成長8.4%，由于起步較早，占有相當大的市場，據(jù)評估未來將供應全球用電量的5%；其他包括潮差發(fā)電、地熱發(fā)電及生質(zhì)能源等，也是各國積極開發(fā)的新能源，成長速度都快過石化能源。
就發(fā)電端而言，過去受到青睞的，是以火力或核能為燃料的集中式能源系統(tǒng)，這類大型發(fā)電廠負責發(fā)電配送，整個電網(wǎng)架構(gòu)只要能夠調(diào)頻、輸電即可，較為簡單。但在分散式能源系統(tǒng)崛起的今日，可以看到建筑屋頂上裝設(shè)太陽能板，在北海道還有能將電賣給電力公司的例子存在；此外，動力車輛逐漸趨向電能的使用，油電混合或純電能發(fā)動車輛逐漸受到重視，還有燃料電池的積極發(fā)展，也可視為此系列能源發(fā)展的延伸。
這類現(xiàn)象使得電力的生產(chǎn)與使用型式愈來愈分散，連結(jié)各類技術(shù)與產(chǎn)業(yè)，延伸為智慧電網(wǎng)也勢在必行。
大型電廠不會消除 再生能源依賴增加
觀察目前發(fā)展，未來三十年內(nèi)，大型發(fā)電廠不會完全消除，再生能源則會逐步增加，在能源需求與價格持續(xù)上升的同時，大家都在尋找更有效率與潔凈的發(fā)電方式，就此來看節(jié)能不僅是全球的趨勢，還將影響國家競爭力。
但就現(xiàn)在的技術(shù)而言，再生能源是否會是能源發(fā)展的救星？這點仍需要觀察，在分散式的微型電網(wǎng)架構(gòu)下，再生能源的并網(wǎng)，必須做到非常精確及完整的電力調(diào)配，如此智慧電網(wǎng)的自我調(diào)配及控制相形重要許多，尤其當再生能源并網(wǎng)比例提升到一定的程度時，對于區(qū)域電力將會造成影響。
因為再生能源并入?yún)^(qū)域電網(wǎng)后，電壓波動及電力潮流的流向會產(chǎn)生大幅變動，包括像是低電壓穿越、能源管理系統(tǒng)或儲能等相關(guān)技術(shù)，都需要感測系統(tǒng)的支援，電網(wǎng)才能平穩(wěn)的應用，當再生能源在電網(wǎng)中的比例超過10%，對電網(wǎng)的運作就有很大??的沖擊，因此如何在電力流發(fā)生變化時，就可即時掌握相關(guān)影響，并可依邏輯處理電網(wǎng)的應變措施，成為智慧電網(wǎng)發(fā)展的重要課題。
再生能源并網(wǎng)控管 量測監(jiān)控智慧模擬
核能研究所目前正與美商國家儀器(NI)合作，使用NI PXI模組化平臺，并利用LabVIEW 所提供的功能，進行多通道即時擷取電壓訊號，使該系統(tǒng)得以即時偵測包括突波、量測相位、功率及頻率等波形變化，以達到及時的監(jiān)控電力品質(zhì)的效能；此外，為了達到系統(tǒng)長時間穩(wěn)定量測的目的， PXI平臺亦搭配即時作業(yè)系統(tǒng)，可獨立執(zhí)行LabVIEW程式，操作人員可藉由網(wǎng)路遠端監(jiān)控方式，了解目前電力監(jiān)控的狀態(tài)。
過去風力發(fā)電機設(shè)計不夠完備，原因亦包括設(shè)計工具的不足，借LabVIEW 軟體與LabVIEW 控制設(shè)計與模擬模組，建置完整的風力系統(tǒng)模擬器，將風力渦輪、機械驅(qū)動鏈、發(fā)電機、電網(wǎng)( Grid)與控制器等設(shè)備，均可倒入模擬架構(gòu)中，針對高成本的測試系統(tǒng)，提供合適的數(shù)值模擬環(huán)境。
基本上分散型電網(wǎng)的孤島運轉(zhuǎn)，其實技術(shù)已成熟，像臺塑麥寮六輕廠房就已有孤島運轉(zhuǎn)的能力，之前921地震期間，全臺灣唯一會亮的地方就只有麥寮，不過現(xiàn)有的作法多是以汽電共生這種較為穩(wěn)定的技術(shù)供電，對于再生能源發(fā)電，業(yè)界及學界均仍在努力中。
透過這類電力管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究，對智慧電力設(shè)備的發(fā)展有直接的助益，透過感測設(shè)備將發(fā)電的現(xiàn)況、再生能源因素的預測，以及現(xiàn)實或預期用電的狀況進行資訊整合，把用電端及發(fā)電端資訊整合，加上各項發(fā)電成本，透過人工智慧進行邏輯運算，即可做出電力調(diào)配的最佳決策，核能所目前透過基礎(chǔ)研究發(fā)展調(diào)度系統(tǒng)，開發(fā)相關(guān)設(shè)備作未來技轉(zhuǎn)的準備，未來加上即時電價的資訊，智慧用電將會更為經(jīng)濟。
小型風機臺灣商機 業(yè)界配合才能克服瓶頸
不過技術(shù)發(fā)展雖已相當穩(wěn)健，但仍有商業(yè)考量的問題需要克服，像在開發(fā)一些新的設(shè)備時，一些重要的硬體的生產(chǎn)制造卻找不到廠商愿意支援，研究單位必須自行進行模具的開發(fā)及制造，這使得技術(shù)研發(fā)遭受阻礙，相對于國外的研究計畫在政府主導下，在前端就有設(shè)備商進駐，與學界形成一個聯(lián)盟，在技術(shù)研發(fā)的同時，所設(shè)計出來的設(shè)備立刻可以符合業(yè)界制造的要求，臺灣目前還缺乏這類型運作模型，對后續(xù)的技轉(zhuǎn)造成了一定的困難度。
過去所發(fā)展的大型集中式發(fā)電設(shè)施，由于關(guān)鍵技術(shù)多掌握在少數(shù)國外業(yè)者手中，臺灣業(yè)者的發(fā)揮空間有限；而當走向分散式能源系統(tǒng)時，更需要輕薄短小的發(fā)電來源，如太陽光電、風力等，這時臺灣就有機會成為能源科技，甚或是能源的輸出國，尤其是中小型的風機，將會是臺灣廠商的機會點所在，根據(jù)統(tǒng)計，預期在2020年風機的市場將會有每年30%以上的成長，而臺灣廠商對成本及技術(shù)控管的能力，更強化這類設(shè)備制造的競爭力，光是2010年，臺灣風機出口外銷，就超過4億臺幣營業(yè)額，顯示出龐大商機。
目前世界各國都在發(fā)展智慧電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，再生能源的確是重要的一環(huán)，尤其是臺灣這類極度仰賴能源進口的國家，更是如此，當臺灣98%的能源都仰賴進口時，發(fā)展再生能源降低依賴比例，絕對是當務之急。 」加上主流的大型電廠不但高排碳，能量耗損更是嚴重，因此整合再生能源的智慧電網(wǎng)，其技術(shù)發(fā)展絕對是臺灣未來的趨勢。
