能源知識庫

• 由日本的NEDO(新能源產業技術綜合開發機構)實施的「Green network system計畫」的其中一個分項「伴隨著大量再生能源的導入，所進行的直流供電實證計畫」，根據研究成果，直流供電能比交流供電節省15%的傳輸電力，因此實證計畫的節能目標為15%。
• 該計畫的先前研究期程為2008～2012年度，目的是導入高壓直流的供電技術(HVDC)，並邁向商用化，該先前技術已於2013年發表研究成果，目前NEDO將與NTT Facilities、美國德州的德州大學奧斯汀分校的數據中心共同合作，導入高壓直流(HVDC)供電系統，目前預計應用於『數據中心』(Data Center)，期待能達到節能的效果。

  ---

  

  圖1、應用於數據中心的高壓直流系統[2]

  • 交流和直流的特色：過去數十年由於技術的限制，才使得交流輸電代替了直流輸電．交流電的優點主要表現在發電和配電方面：(1)由於電磁感應原理基礎，交流發電機可以很方便地把機械能(水流能、風能…)、化學能(石油、天然氣…)等其他形式的能轉化為電能；(2)交流電源和交流變電站與同功率的直流電源和直流換流站相比，造價低廉；(3)最重要的是，交流電可以方便地通過變壓器升壓和降壓，這給配送電能帶來極大的方便。而直流電的優點主要在輸電方面：(1)輸送相同功率時，直流輸電所用線材僅為交流輸電的2/3～l/2；(2)在電纜輸電線路中，直流輸電沒有電容電流產生，因此損耗小；(3)直流輸電故障損失小。
  • 目前，伴隨著日本大量導入再生能源(其中，以太陽光發電占比最大)，太陽光發電屬於直流發電，因此要透過轉變裝置才能換成交流電，進入系統中，然而，未來隨著地域型電力中心的逐步形成，家庭的電力來源會大部分採用家庭中太陽能板的電力，因此直流供電的機制設計就變得格外重要了。
  • 這次的實證實驗中，採用500kW的大容量高壓直流裝置，整體構造如圖1所示，電力來源可以來自電網(交流)或是太陽光自主發電(直流)，再透過鋰電池的儲電系統，來維持電力穩定供應，其中，技術開發重點來自於直流交流的互換效率，並同時監視數據中心各機器的電流穩定性。
  • 目前臺灣的2025年太陽光電的裝置容量目標從原本的6,200MW增加到20,000MW，太陽光電屬於直流發電，若要減少傳輸損耗，提升太陽光發電的淨發電量，建議可參考日本採用高壓直流的作法。

         データセンタの電源システムと最適直流化技術の開発，2013/07。

http://www.nedo.go.jp/content/100532509.pdf

直流給電で15％の電力削減、米国データセンターで実証，2016/08/29。

http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1608/29/news037.html

         電力の世界を二分する「直流」と「交流」，2012/08/14。

http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1208/14/news022.html

         石狩データセンターで再生可能エネルギー活用に挑戦，2015/08/10。

https://www.sakura.ad.jp/press/2015/0810_photovoltaic/

        「グリーンネットワーク・システム技術研究開発プロジェクト（グリーンITプロジェクト）成果報告会」発表資料，2014/07/24。

         http://www.nedo.go.jp/events/report/ZZDA_100008.html