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台灣ESCO會訊 第二十六期 .
專題報導
節能減碳已成為全世界現今共同努力的目
標,而電力系統中所使用的每一度電與二
氧化碳的排放量有關,如經濟部能源局公
告99年度的電力排放係數為每度電相當於
0.612公斤二氧化碳的排放量,在電力系統方面進行節能管
理有助於減少二氧化碳的排放量,故本文列舉電力系統節能
之方法。
一、配電系統管理
配電系統管理主要的目的是充分有效地利用電力,減少
電力的損失,可採用的方法包括:三相系統應保持三相負
載平衡、適當管理配電系統電壓,降低損失、配電用變壓
器愈接近負載中心愈好、重負載應使用專用回路、縮短大
電力負載的供電距離,以減少線路損失、應少用功率因數
低的負載,或設法改善功率因數、採用高效率變壓器、提
高變壓器的全日效率(負載率)及多台變壓器組合並聯運轉
(注意有些限制條件,須找專家確認)。
二、改善功率因數
電力系統中當接上用電負載時,由於用電負載多數為電
感性如電動機等設備會產生滯後電流,使電流落後電壓90
度相角,其產出之功率被區分為有效功率(kW)與無效功率
(kVAR)兩部分,而圖1中的kVA為視在功率,三者之間在數
學幾何關係上為功率直角三角形,如圖1所示,其中cosθ
稱為功率因數(power factor, p.f.)。
資料來源:簡詔群,簡子傑,「高低壓配電-低壓篇」,民國99
年5月。
圖1 kVA與kW及kVAR之間的幾何關係
改善功率因數的優點之一為簡省電費,在台電公司計算
電費項目當中,有一項目為計算功率因數調整費,其目的
不僅為減少電力系統之線路損失及釋放設備容量,更可因
此而節省電費。目前台電公司以80%之平均功率因數為基
準,若用戶之平均功率因數比基準低1%,則該月份電費應
增加0.3%;若超過80%時,每超過1% ,該月份電費應減少
0.15%,以下舉例說明。
例如某一高壓用戶,其91 年8 月份基本電費與流動電費
之總和為900,000元,而功率因數為95%,則功率因數調整
費如下式所示。
功率因數調整費=900,000×(80-95)×0.0015=-20,250
元;最後該用戶應繳電費為900,000+(-20,250)=
879,750元。
若該用戶因功率因數改善設備故障,導致功率因數下
降至75%,則功率因數調整費=900,000×(80-75)×0.003=
13,500 元;最後該用戶應繳電費為900,000+13,500=
913,500元,比功率因數為95%時多繳了913,500-879,750
=33,750元。
由上述例子顯示功率因數是否大於80%會影響最後需繳的
費用,若用戶之功率因數改善設備出現故障時,則需繳的
功率因數調整費則愈多,
三、以變更契約容量進行節能
電力公司對大用電戶的計費方式和家庭用戶不同,家庭
用戶只計算用電度數(kWh)。大用電戶除了用電度數外,必
須自行訂定契約容量(kW);如果實際用電需量較少,還是
要按契約容量收費;反之,超約用電,會被加收附加費。
如下例所示:
•某用戶自訂契約容量(100 kW),全年適用。
•冬天,實際用電較少(50 kW),仍按契約容量(100
kW)計收基本電費;
•夏天,超約用電(130 kW),除照常計收基本電費(100
kW),超出10%以內部分按2 倍加收附加費,超出10%
以外部分按3 倍加收附加費。
•實際支付超約附加費之容量為:10 kW × 2 + 20
kW × 3 = 80kW。
•所以,超約用電只有30 kW,而計收基本電費容量高
電力系統節能方法
財團法人台灣綜合研究院研究員 楊正光財團法人台灣綜合研究院副研究員 蔡尚錚
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. 台灣ESCO會訊 第二十六期
達80kW。
超約用電加收附加費二到三倍,主要係基本電費是按年
成本計算,某一個月份發生超約用電,則要較高費用,即
以2~3倍費用攤回全年12個月之固定成本,因此可評估如一
年中有4個月超約,表示其契約容量之訂定不合理,應重新
檢討契約容量值是否偏低。
以表1 為例,全年最高用電需量130 kW,如果將契約容
量訂為150 kW(狀況A),不會加收附加費,但必需多付電費
143,775 元;反之,契約訂為100 kW(狀況B),全年有六個
月被罰,但是附加費加上多付費之總和只有95,850 元;兩
相比較,狀況B 節省總電費47,925 元。
台電公司依用戶自己所訂定之契約容量每月向用戶計收
基本電費,其分攤費用係電業之固定成本按年攤提,因此
契約容量是以年來計算,也就是說一年的固定成本分十二
個月計收稱為基本電費,所以用戶選定容量與電力公司訂
定後,電力公司要全年供應此容量,中途如有變動,仍要
以年度計算。故變動後一年內不得再降低減少,契約容量
如何訂定使負擔之全年電費最少,台電公司有提供軟體程
式協助用戶評估最適當的契約容量。
四、以變更用電種類進行節能
台電公司的時間電價計算方式如本章附錄所示,計費方
式可分為二段式及三段式。依不同供電時間之供電成本分
別訂價之電價制度。現行電價表依時段劃分為二段式時間
電價(離峰、尖峰時間)與三段式時間電價(離峰、半尖峰、
尖峰時間)。本文列舉評估用電種類變更的程序,以兩段式
改三段式為例,依序為:
(1) 蒐集近一年的台電公司每月電費單。
(2) 記錄兩段式之每月各時段(尖峰/週六半尖峰/離峰等)用
電度數。
(3) 將兩段式之尖峰時段用電度數(共15小時),拆成三段
式之尖峰(6小時)與半尖峰(9小時)時段用電度數。
(4) 分別以兩段式與三段式之流動電費電價、計算不同用
電種類下之流動電費總和比較其流動電費差異。
另外需注意尖峰用電度數與半尖峰用電度數之分配,故
最好有各時段的實際用電度數,可以作較精準的分析。
五、地下室停車場以排風扇管理進行節能
一般地下室停車場排氣通風設備控制是利用手動開啟或
是定時器設定時間做自動啟動控制,每日早晚約2次每次
30~60分鐘,一天1組風車約用電1~2小時,1個月30~60小
時,假設地下室風車共2台,馬力為380 V 20 hp (15 kW)
其一個月用電約為:15 kW×2台×1~2小時×30天×2.41元(低
壓電力契約用電,非夏月之流動電費)=2169~4338元(不含
擾流機)。
用一氧化碳偵測器來控制地下室排氣馬達風車啟動,無
論任何時段只要其濃度達到動作值,就能馬上有效的將一
氧化碳毒氣排至室外,待濃度低於動作值時就馬上停止風
車啟動,其啟動時間視車量進出排放廢氣多寡而定,一般
中小型集合住宅依環境假設每次為5-10分鐘左右,動作次
數約為0-2次,電費約為上述的1/6左右,有效的達到一氧
化碳人體可接受之安全標準範圍內,讓居住健康品質更安
全,也能為社區節省一筆可觀的電費,有雙重效益,更能
響應政府節能減碳的措施。
透過對配電系統進行適當的管理、改善功率因數、以變
更契約容量、變更用電種類以及地下室停車場排風扇管理
等列舉節能方式,在一般用戶與企業可以節省電費,在系
統可以提高設備使用率、減少損失,並可延緩龐大的電力
設備投資。在全球節能減碳的行列中,貢獻一份心力。
表1 訂定契約容量策略分析比較
月份 實際需量 狀況A:契約(150 kW) 狀況B:契約(100 kW)
1-3 50 100 × 3 月 =300(多) 50 × 3 月=150(多)
4-6 105 45 × 3 月=135(多) 10 × 3 月= 30(罰)
7-9 130 20 × 3 月= 60(多) 80 × 3 月= 240(罰)
10-12 90 60 × 3 月=180(多) 10 × 3 月= 30(多)
未用多付 675 kW 180 kW
超約附加 0 kW 270 kW
合計:浪費金額 675 kW×213 元/kW=143,775 元 450 kW×213 元/kW=95,850 元
註:某用戶用電之基本電費以夏月契約容量每kW 每月213 元計算。超約附加費容量:超出10%以內部分按2 倍計收,超出10%以外部分按3
倍計收。
資料來源:學校節約能源技術手冊
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