善用智慧能源管理 實現節能減碳
- DIGITIMES企劃
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伴隨都市化、工業化發展，使得人類大量採用化石燃料，導致全球能源漸趨枯竭，連帶衍生地球暖化、氣候變遷等異常效應，因而讓節能減碳話題不斷延燒，成為產、官、學、研、用等各界一致重視的焦點。
但不可諱言，現今較諸於以往，生活水準已明顯提高，應用型態也愈趨多元化，導致用電需求直線竄升，所以縱使節能口號喊得再響，電力系統尖峰負載情況依然持續增長；值此時刻，設法憑藉有效的管理工具或技術，藉以達到用電需量抑制、及用電量的減少，而非一味寄託於自發性的節能習慣養成，實為當務之急。
AMI+智慧電表 扎穩智慧節能根基
如何跨出智慧電力管理的第一步？首先即是奉行知己知彼、百戰不殆的真諦，設法即時掌握自己生活或工作環境的電腦、電器或空調等設備，究竟分別耗用多少電力，欲達此目的，絕非傳統機械電表，以及一紙猶如事後諸葛、又無分門別類的電費帳單，而需要部署先進讀表基礎建設(Advanced Metering Infrastructure；AMI)、智慧電表(Smart Meter)等技術元件，如此一來，方可徹底洞悉能源使用狀況，知所檢討用電行為，乃至於將高能耗裝置轉換為相對省電的設備。
根據英國牛津大學氣候變遷協會的研究報告顯示，不管是一般家庭、社區、工廠或辦公大樓等各類型能源消費者，只要能自行掌握用電資訊、改變用電習慣，即使採取其餘任何節能措施，皆可望減少5%？15%用電量，可謂成效卓著，凸顯AMI與智慧電表等機制確實重要。
因此有人形容，AMI就彷若智慧電網的神經系統，用戶一旦透過它，便可充分掌握用電資訊，並依據當下的能耗狀況，進一步驅動節能、停復電管理、電表設備資產管理等各式加值應用。
借助EMS 揮灑加值應用功能
然而論及諸如需量反應、經濟調度、蓄能設備管理、能源供需的排程與監控，乃至於電力即時監控及預測等一干攸關智慧電網或微電網的加值應用功能，意欲付諸實踐，光靠AMI獨挑大樑，其實是不夠的，因為它的角色定位，僅在於建立電力系統供應端與需求端之間的雙向資訊鏈結，功能十分重要，但並非最終站上舞台的主角，因此用戶更加不可或缺的關鍵利器，便是能源管理系統(Energy Management System；EMS)。
顧名思義，EMS主要功能，即是用以實施能源集中管理與監控的樞紐，可提供的具體功能與服務，包含了能源感應與量測、資料分析、資料庫、報表系統及系統服務等軟硬體設備與服務等項目，主要應用領域則涵蓋建築能源管理(BEMS)、居家能源管理(HEMS)。
綜觀居家能源管理系統應用架構，主要是利用植基於BACNet、LonWorks或KNX等國際標準通訊協定的控制技術，執行各項家庭耗電設備之間的聯繫控制，另配合Zigbee或Bluetooth等無線傳輸技術，負責進行室內外各感測器訊號的傳送，以及短距離資料之傳輸，終至有效整合所有設備資訊，以利推動系統化控制。簡言之，即是把將各種控制模式、工作時程、管理機制導入家庭生活，進而藉由系統控制軟體執行有效監控。
具體來說，所有家庭電器，都可借助不同Adapter(含括智慧插座或感測器)協助匯出其用電狀況，而非過往各項用電設備能耗彷若黑盒子而不可得，接著經由數位電表將資訊傳送至集大成的HEMS，藉由箇中資料庫進行分析，最終讓住戶可透過HEMS自動化控制、或遠端遙控等方式，設定高耗電量之電器的開關，藉以實現節能目的。
至於建築能源管理架構，主要係由大樓自動化系統(BAS)、能源管理系統、設備管理系統等軟硬系統組合而成，旨在利用能源管理系統中的計量表、資料收集器等工具，針對用電設備的相關資訊予以獲取並儲存分析。
深究其主要功能，其一是用於收集並建立即時能耗資料，以利管理人員加以瀏覽，或利用能源計量資訊進行用電分析；其二是用以統計與分析能耗資料，好讓管理人員藉此比對與分析能源使用情形，知所調整能源分配策略，以期加速實現節能減碳；其三是需量控制與用電規劃，可協助用戶據以制定需量合約電價、用電設備的自動化復載？卸載規劃，及依據用電設備負荷量施以自動卸載或復載，確使系統需量不致逾越契約容量，避免承受罰金。
