台電月刊 - 打開電力新視野

引進智慧EMS 校園用電新科技

713期

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111年夏天來到時,近15萬名的中小學學子都將在有冷氣的教室裡舒適地上課,為了達成目標,教室裡師傅們忙著安裝冷氣,而連結「能源管理系統」(Energy management system,EMS)的線路也加緊鋪設,當每間教室裡的冷氣開啟時,這套系統能即時在大螢幕上顯示用電情況,並追蹤校園總用電量,達到節能與管理的目的。而學童也能透過螢幕顯示的數字,理解用電與能源的關係,對進一步深化校園內的節能教育,很有幫助。

台電用心 預先為學校規劃完善系統

當教室都裝上了冷氣,除了代表可以吹著冷氣舒舒服服地上課外,也代表用電量及電費提高。不過,早在「班班有冷氣」政策執行之前,關於用電量及電費的配套措施,台電已預先做好規劃。

用電方面,以校園內屋頂裝設太陽能發電裝置供應冷氣電力,多餘的電力還能進入大電網中供電;電費方面,則裝設了EMS管理系統,可隨時監控校園內的用電情形。台電同時提出「自動需量反應」(Automated Demand Response,ADR)契約供學校調節電費。若能同時靈活運用EMS及ADR,即使校園冷氣全開,也不會增加太多學校經費上的負擔。

EMS智慧節能 扎根能源教育

教職員辦公室裡,掛在牆上的大型螢幕可以看見幾個關鍵數字,包括學校光電裝置的發電量,以及每15分鐘跳動一次的即時用電量,這套EMS系統主要的功能在事先預警而達到節能的目的。

經過幾次的改版之後,現行的EMS系統更加人性化。配電處檢驗計量組組長黃韻華表示,「現在校園內裝設的新EMS系統,可直接調控冷氣溫度且不會直接切斷冷氣電源,而是先改為送風。」除了節能又兼顧使用者體驗外,最重要的是用電管理功能。

EMS系統可以由使用者設定用電超約警示,在必要時也可以自動啟動卸載,例如:調高冷氣溫度、將冷氣轉為送風,以及關機。除此之外,每日的校園用電紀錄可透過EMS儲存、上傳資料,讓管理者得以透過數據資料庫,做為未來用電模式預測,取代過往「隨手關」的人為模式,改以「自動控制」的智慧模式,讓能源管理更加有效率。

EMS最重要的意義則是環境與能源教育,透過其上所顯示的數據資訊,可以讓學童理解教室中的冷氣消耗了多少能源、能源從何而來,教師也可引導學童思考如何節電與減少耗能,進而將環境教育的種子深化在校園之中。

ADR 策略減價好精省

省電的另一個秘訣,就是與台電簽約,利用ADR方案,能省下一筆不小的費用。

國教署表示,「班班有冷氣」的電費及維護費納入行政院一般補助款設算,專款支應,超過部分才由學校自行支應,有一定的計算公式:每台冷氣每小時耗電2.5度,教室內2台冷氣每小時就會耗電5度,每度電費2.82元,1天以8小時計,全年補助88天,每間教室會再額外多加20%的費用彈性運用,因此,每一班一年有11,911元的電費補助。實際計算下來,可以發現即使每個班級都裝了冷氣,冷氣費用對學校而言其實不會增加太多負擔。

台電業務處副處長龔良智表示,除了教育部補助經費之外,學校也可以和台電簽定「自動需量反應」(ADR)合約,訂定合宜的契約容量,並善用EMS系統進行校園用電管控。「自動需量反應」是台電根據不同的用電量給予不同的電費方案,校方可依據過去用電情況選定適合的方案與台電簽約,當用電的契約容量低於前期時,電費可有一定額度的減免。

眾多方案 助校方管理用電

嘉義縣阿里山鄉的香林國小是全臺地理位置最高的學校;有「臺灣南極國小」稱號的墾丁國小鵝鑾鼻分校則洽如其名,是臺灣最南端的學校;而人又數最多的新北市,學校教室數量多、冷氣數量也多。臺灣雖然不大,極南和極高的地理位置卻是兩種截然不同的氣候型態,班級數多寡也有不同的用電策略與需求。

「阿里山上的學校,校園內裝設的是冷暖氣機。」黃組長說,山上的學校夏天不過分炎熱,開冷氣的時間可能不多,而冬天則可能會需要開啟暖氣,和一般學校的狀況有很大的不同,此外,因為班級數少,即使校園內冷氣全開,電價依然在最低的價格區間。「阿里山的國小班級數少、用電量低,以表燈供電計算電費即可,但若班級數多、用電量較高的學校,可選擇適合的ADR方案與台電簽約。」

而新北市中和區的復興國小,共有68個班級,在去(110)年11月完成冷氣裝設後,太陽光電則預計於今年暑假期間安裝完成。由於學校都在白天上課,無法調整其用電時間,也就無法享有離峰時間的省錢方案,若要節省電費,只能從小處著手。黃韻華說,「我們都會建議校方開冷氣先從頂樓開始,因為頂樓太陽直曬會最熱。」

台北南區營業處經理梁國珍表示,節約電費確實有方法。假設契約容量為500kW,當用電量到達450kW時,EMS系統會出現警示,並開始啟動由校方預先規劃的「輸流卸載表」開始卸戴以避免超標。此外,學校還享有一個月4天的豁免用電量,如校方有重大活動時,只要能提前通知台電,就可以豁免活動當日的用電量。

「簡單來說,只要有EMS系統就可以與台電訂定適合的ADR方案。」業務處費率組課長徐銘均表示,與台電簽約的學校,代表同意台電在用電尖峰時可以透過遠端控制卸載冷氣用電。有些學校擔心所謂「卸載」,是直接關掉冷氣或限電,事實上,卸載方式是由校方決定,例如,冷氣從24度提高到28度,或轉為送風等。

冷氣的多重意義 教育、節能與舒適並存

新北市中和區復興國小是「班班有冷氣」政策開始執行後最早完工的學校,同時也是群長學校,早在去(110)年疫情全面停課前即已完成校園盤點及招標工作,因此正好能在疫情期間施工,於110年11月時就已全數裝上冷氣。

「那時學生就一直問能不能開冷氣。」主任王志源表示,其實每年都會有家長問能不能幫孩子裝冷氣,但考量學生畢業或調動班級,冷氣費用究竟該如何處理,往往在這一關就卡住了。所以政策宣布後,確實很多家長都很期待。原本國教署說5月才能開冷氣,但在4月末氣溫已上升到可以開冷氣的程度,當學校一宣布可開冷氣的瞬間,老師立刻說:「關窗戶!」各班學生大聲歡呼,校長周德銘笑著說。

復興國小本次共裝設68間教室、幼兒園及科任教室,共計219台冷氣,冷氣費用將成為新增的支出項目,「孩子的學習更勝於冷氣費用。」周校長認為,孩子的學習是更重要的事,而費用可以透過規劃做控制,並不十分擔心費用問題。王主任表示,未來將觀察冷氣開啟時間及電費多寡,再評估訂定合適的契約容量,進而與台電簽訂ADR契約。

「班班有冷氣」在全國每間教室都裝設了1、2台冷氣,讓眾多學子在極端氣候的炎夏仍能有舒適的學習環境。在行政院副院長沈榮津帶領之下,整合了各部會資源,台電也卯足全力支援,與各校配合協助,從最基礎的配線到安裝節能系統,以及許多幕後看不見的工作,如盤點全國教室、擬定契約內容、招標規劃、動用外部協力者資源等,每日出動數百人次以求在時限內達標。完工的這一年,雖卸下重擔,但台電人的精神與使命仍烙在台電的DNA裡,將繼續迎接下一項挑戰。

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