曾國雄 教授

國立臺北科技大學 電機工程系

---

全球環保意識抬頭，就我們生活的這塊寶島土地上，能源更是不容我們忽視的重要議題，在先天能源缺乏的限制，為達到減碳的目地以及低碳社會的嚮往，政府更因應全球潮流提出了2025年非核家園之目標，使台灣進入再生能源的新世代。根據目前政府所提議之前瞻基礎建設計畫-綠能建設中，106-110年已編列207.85億元，來補足未來綠能發展所需的基礎建設等，而短期目標為兩年內達成太陽能光電1520MW設置量，至114年累計設置20GW，2025年使再生能源占比約為20%之願景，隨著科技的進步，太陽能系統的硬體架構也日益完善，若進一步結合能源系統上的管理及應用，使我們能夠對於能源消耗及系統安全有更深一層的了解及保護，不僅能創新綠能經濟，更能促進綠能教育之發展及研究。

 

圖1 綜合科館太陽光電系統分佈。

監控系統之架構

案例現場為臺北科技大學綜合科館，由經濟部能源局委託工研院太陽光電中心協助設置太陽光電示範系統，建置太陽光電發電容量70.38kWp，在該棟大樓中分為三個區域，分別為北、中、南館，而每一區域皆有各自獨立發電系統及監控設備，如圖1所示。

圖2 整體系統架構圖。

 

太陽能板發電後，進入各館之變流器將DC轉換成AC，透過監控設備(電表、日照計、溫度計……)，最後與市電並供電；在資料傳輸部分，將數據傳回至各館伺服器，再利用開發之監控系統進行電能管理，其中是透過太陽能板發電、RS485傳輸、M3280收集資料並儲存webaccess雲端資料庫，並藉由行動裝置開啟APP連結Dashboard Viewer便可觀看台陽能發電資訊及曲線圖，整體架構如圖2所示，另外使用者進入APP後，可看到「觀看即時資訊」、「學校網站連結」、「問題回報」及「其他」四個選項，可以依據使用者需求選欲前往之頁面如圖3所示。

 

圖3 即時監控頁面。

 

圖4 綜合科館監控頁面。

 

監控系統之應用

我們在監控系統中可以立即發現太陽能系統之問題，及能源上的損耗趨勢，在前端可以用網頁上的呈現如圖4所示，亦或是手機app做立即監測，為發電量監控及資料蒐集之成果展示，在監控系統之後端部分，藉由收集資料，可以做為數據分析之依據，像是利用日照計、溫度計、溼度計等設備，將資料匯入於資料庫中，找出其相互關係，並了解設備是否有異常及老化，讓維護工程有更妥善的數據，可以提早更換或維修設備，使設備壽命延長或設備異常時不至於使整體系統發生狀況，另外若利用模擬方式達到人工智慧之成效，更能為人類創造節能環保的社會，讓我們所生活的環境盡一份心力，達到永續發展、再生能源的目標。

 

參考資料

1.行政院，前瞻基礎建設計畫（核定本），行政院，2017，第1-349頁。

2.行政院，前瞻基礎建設，2018年05月10日，

取自：https://achievement.ey.gov.tw/cp.aspx?n=1e42beb0f68720cb

3.研華科技官方網站，WebAccess HMI/SCADA software，2018年03月21日，取自：http://www.advantech.tw/products/webaccess-hmi-scada-software/sub_a7b4308c-a3d0-446c-8f03-0d098d4b2c31