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科研案例
一站式能源解決方案 迎向永續未來
發佈日期：2024-11-25
案例摘要：
在經濟部產業技術司科技專案支持下，工研院開發「永續智慧能源系統」，透過軟硬體系統整合，全球首創以軟體定義電能的技術，達到能源、電池、材料循環等高效率運用的環境永續目標，獲得2023年全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)肯定。
內容說明：
工研院 ▶ 開發永續智慧能源系統
技術特色
自主開發的核心晶片和AI調節等軟硬體技術，可動態切割或組合不同的電力單元，可依使用情境實現彈性的能源管理。
產業擴散
攜手我國能源業者、電動車及零組件業者、電池製造業者合作，2020年~2024年簽約金額超過新臺幣2億元，更促成廠商投資逾30億元。
2050淨零排放是全球大勢所趨，各國極力發展再生能源，但間歇性再生能源的不穩定，需要大量儲能系統調節緩衝；另一方面，電動車銷量也將超越燃油車，未來勢必面臨大量汰役電池的難題。面對種種能源挑戰，如何在能源使用與資材再利用上，找出最佳解法？
在經濟部產業技術司科技專案支持下，工研院開發「永續智慧能源系統」，透過軟硬體系統整合，全球首創以軟體定義電能的技術，達到能源、電池、材料循環等高效率運用的環境永續目標，獲得2023年全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)肯定。
▲ 永續智慧能源系統，打造從電力擷取、轉換到儲存系統的解決方案。
獨家晶片與AI技術 動態切割、組合不同電力單元
工研院電光系統所副組長陳燦煌指出，這項系統以晶片和AI兩大技術為核心，透過自主研發的晶片與軟硬體，可將高電壓電力單元「動態切割」成眾多低電壓單元，也能將多個低電壓單元「動態組合」成高電壓電力，在能源管理上達到高彈性操作。
工研院電光系統所組長莊凱翔比喻，就像樂高積木，可用眾多小積木拼湊成各式物件，也可以把碩大物體，切割成無數小積木。同時團隊也開發專屬的AI技術，可以將此「切割」及「組合」的複雜條件，依使用情境在效率、利用率、成本支出上，進行最佳化管理，達到能源與資材的永續使用。
傳統儲能系統需要性能相同的電池串接，當其中有顆電池故障，很容易變成「害群之馬」，可能導致整套系統失效。但有了這項技術後，可在電力彈性配置的組合下，結合各式電力型態單元協同運作。
在永續智慧儲能系統中，可混合搭載再生能源、各式電池及汰役電池，再透過AI進行最佳化調度，隨插即用，達到低成本、彈性操作的效用。其中，電動車普及衍生大量汰役電池的問題，過去電動車電池的壽命可能還剩70%，卻因不符合效益而遭汰換，未來也有了新去處，透過本系統的彈性配置，讓電池效益發揮到最後一刻。
兼顧環境與經濟永續 助攻能源產業轉型
整體而言，永續智慧能源系統為電力的擷取、轉換到儲存，提供一站式的解決方案，其中以電力合成取代電力轉換，可降低能源轉換損耗50%；善用汰役電池的剩餘價值，增進材料及電力循環利用，相對傳統的儲能系統，建置成本約減少30%，實現兼顧環保與經濟的永續發展。
本系統已導入台灣中油的智慧綠能加油站，打造包含充電、換電和儲能的電動車運行環境。同時也與我國能源業者、電動車及零組件業者、電池製造業者合作，從材料高值化利用、電動車關鍵組件開發，以及結合電動車運行電池交換、充電及汰役電池回收，建立電能與材料循環運用的場域。
累計2020年~2024年和國內業者簽約合作金額累計超過新臺幣2億元，更促成廠商衍生投資超過30億元。未來期望在永續目標下，建立我國自主技術及產業生態，並在資源共享下達到經濟效益，朝2050淨零排放大步邁進。
▲ 本系統已導入台灣中油示範站，榮獲2023年全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)。
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