可再生能源技術

讓可再生能源成為絕對的選擇

  • 技術是有效管理替代能源來源,將其整合至能源電網的關鍵。

  • 可再生能源市場面臨的兩大挑戰,即是降低營運成本和提高生產力。

  • IoT 技術讓公用程式建立更穩定的電網,結合可再生能源。

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作者

自從有了愛迪生以後,幾乎人人只要撥一下開關就有電可用。一個多世紀以來,是化石燃料成就了這一點。然而,氣候變遷的威脅日益嚴重,刺激了永不耗竭的可再生能源和無污染替代能源的發展。如今,公司、都會、國家和整個地區,都在快速擁抱可再生能源,也是全球成長最快的能源。

如今全球有超過 100 個城市從可再生能源中取得超過 70% 的電力。1 不只城市有如此的決心:超過 150 家公司致力於朝著只使用可再生能源而努力。2 Intel 在這個名單中名列前茅:Intel® 的技術讓可再生能源得已轉換和管理,並且找到將其整合到現代能源電網中的新方法。透過採用 Intel® 技術的安全、連結的物聯網解決方案,現在電力公司和城市正在把即時資料清楚地以視覺化呈現。

Intel 對可再生能源的承諾,也可從要將現場的可再生計畫在 2020 年前達到三倍這件事來證明。其結果將會是在 12 個州與國家中超過 100 個據點中,使用從風力到燃料電池等十幾種不同的發電技術。

可再生能源資源

Intel 推動能源技術的全方位觀點,從瞭解可以讓運算的電力和智慧達到最高效率開始。Intel® 在太陽能和風力的技術,已協助可再生能源供應商提高產量,同時降低成本。

太陽能
捕捉並將太陽取之不盡的能量轉換為電能的技術,看起來持續創新著。太陽能板本身的效率已不斷地在提升。無論是屋頂上幾乎無法察覺的「太陽能皮膚」,或是可太陽能發電的路面可為自有的路燈供電,在太陽能光電(PV)上的突破持續對外公開。

Intel® Falcon™ 8+ 無人機和經由 Intel® 發行版 OpenVINO™ 工具組的組合,可讓太陽能發電場的例行檢查變得更容易且更安全,同時也讓收集到的資料的即時分析更有效率。Intel 位於 Folsom 園區的太陽能停車場產生的最高電力,可以提供園區超過一半的能源用量,相當於為將近 1000 個家庭供電。

風力發電
蓬勃發展的風力發電產業正在全球擴張陸地上和海上的風力發電場。身為成長最快的替代能源解決方案,而且不會產生污染或排放,風力發電未來有可能可滿足全球相當大比例的電力需求。

風力發電廠業者使用 Intel® Falcon™ 8+ 無人機檢查風力渦輪葉片是否損壞,接著使用經 Intel® 發行版 OpenVINO™ 工具組優化的軟體,執行即時資料分析和影像處理。當風力狀況改變時,Intel® 的技術也用來將渦輪帶動的葉片帶到最佳的位置。

水力發電
水流的威力是世界上最大的可再生能源。概念很簡單:儲存在水庫中的水流過水壩的入口,在該處旋轉發電機的渦輪葉片產生電力。如果地形適當,系統還可以將水抽到更高的水庫來儲存能量,需要時讓其洩洪發電。

地熱能
保存在地球深處的熱量可以用來發電,或是直接加熱或冷卻建築物。在像冰島這樣的地方,來自地球的熱量靠近地表,由地熱加熱的熱水可用來融化結冰的人行道和加熱游泳池。而在其他地方,則有深井深入地下的蒸汽和熱水水庫,進而驅動發電機的渦輪機。

生質能
透過生物燃料技術,來自曾經存在過的有機體的原料可以獲得再生,成為電力來源。植物、木材廠廢料和都會固體廢物等生物質原料,經過乾燥、壓縮和燃燒後,可產生熱能,或透過氣化直接轉化為能量。生質能是唯一可以轉換為液態生物燃料的替代能源技術,例如生質柴油和乙醇。

掩埋場氣體
甲烷是大氣層中最具威力的溫室氣體之一,其強度是 CO2 等溫室氣體的 25 倍3。它也大約佔垃圾掩埋場中有機物質分解產生的氣體的一半。掩埋場氣體發電機利用這股穩定的天然氣流,將其通過引擎或渦輪機,產生乾淨的能源。另一個好處是可以在這個過程中將甲烷從環境中移除。

超過 150 個公司也承諾將努力實現僅使用可再生能源的目標。Intel® 技術讓我們得以轉換和管理替代能源,並找到將它們整合到現代電網的新方法。

可再生能源的儲存

太陽能和風力發電本質上是會變化且具有間歇性的,情況取決於不斷改變的天氣條件和一天當中的時間。搭載 Intel® 架構的智慧電池技術有助於確保電源穩定供應、將多餘的電力儲存起來,並在需要時釋放。

可再生能源與電網

長期以來,替代能源的好處,因難以整合到電網、以及無法達到傳統電源的成本和效率而打折扣。如今,太陽能和風力發電在許多方面已經達成甚至超越。供應上的變化問題仍然是一個挑戰,不過在結合了經濟和環境的效益下,加上持續發展的技術,將會使得可再生能源成為一個明確且乾淨的解決方案。

可再生能源的電網與傳統針對大型電站設計的整體電網不同。其具有模組化、為分散式,而且是由可以自行發電的消費者所驅動。在這樣的分散式能源模式中,客戶可以將多餘的電力送回電網而成為生產者,而且在美國許多州可以獲得電費折抵。

Intel 的可再生能源解決方案

客戶應該感謝物聯網(IoT)近期在能源開發上的發展。物聯網需要軟硬體的整合才能成功。它也需要快速存取重要數據,以及透過雲端進行安全數據傳輸以進行進一步分析。在這種情況下,物聯網可以提供更可靠、更快速的作業,更了解客戶所需。

以 Intel® 架構為基礎的物聯網技術建立了閘道控制器,具有先進的運算能力、遠端管理的選項以及可擴充的效能。它們足夠堅固,可以在惡劣的環境中運作,而不會影響到可靠性。它們可以擷取和傳送能源在轉換、儲存和輸送上的資料,所以可以在幾乎即時下進行分析。能夠預測能源的使用模式,即可讓公共事業即使在高度的波動下,也能保持足夠的電力供應。這有助於讓可再生能源以最大的程度運作,使其在公開市場中更具競爭力。

即時的能源監測是從控制器開始,從太陽能板到電池,運作智慧電網中的不同元件。現代的控制器必須可靠,並且可提供可擴充的效能和一系列的通訊選項。它們也必須堅固耐用,因為它們通常必須在嚴峻的條件下運作,例如旋轉的風力渦輪機或是在炙熱的太陽能發電場。

搭載 Intel® 技術的閘道控制器成為廣大連線設備網路中關鍵的一部分,可確保在最需要的地方提供來自多種來源的可再生能源。搭載 Intel® 技術的主動式電網管理架構,採用即時監測,並控制以物聯網技術為基礎的硬體,提高對電網效能狀態的認知。公共事業利用物聯網技術,從電網中收集和分析 DER 資料。成果就是更穩定的電網、營運成本更低,公共事業可以更有效地管理其電量。開放式的 AGM 架構具有高度的模組化、可擴充性,且可交互作用。

例如,Axiomtek 的嵌入式閘道控制器使用以軟體解決方案為基礎的 Intel® 架構,可協助公共事業與能源公司從雲端到邊緣收集、篩選和分析資料,其最終目標是讓傳統與現代系統兩者達到最佳化的智慧電網管理。

為了加速新科技的採用,Intel 正從客戶身上學習,並與供應商合作,打造出這個產業參與者的強大文化。智慧系統和它們提供的強大資訊,是朝向永續和能源獨立的重要一步。而隨著可再生能源越來越符合成本效益且可靠,它們就越能在發展中國家的社區、城市和國家中使用。

對我們整體而言,現在有越多的可再生能源上線,未來就會更加美好。