2015/08/05
經濟部能源局
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文字、圖片/經濟部能源局
燃料電池產業是一新興的能源產業,對一般消費者而言,對於新產品的接受度,除了價格,不外乎就是要考量性能與使用上的便利安全;對政府而言,訂定相關的標準來規範產品品質,保障消費者的權益與安全,是最基本的工作; 對燃料電池業者而言,瞭解自己產品所適用的規範,符合相關產品標準,才能讓燃料電池商品成功上市,獲得消費者信任,進而打開國際市場。
由於一般民眾對於燃料電池的認識不深,再加上燃料電池運轉時所需的燃料,多為可燃性氣體或液體,在產品設計上須有多重的安規考量,才能建立消費者信心,這就凸顯了燃料電池安全規範的重要性。而在另一方面,由於燃料電池的整體能源效率(包含發電效率與熱回收效率)可達80 ∼90%,高出其他傳統發電方式甚多,因此必須有標準的能源效率測試方法,對於不同產品才有一致的比較標準,並能明確量化節能減碳效益,瞭解產品的性能。
因此,國內外各相關單位為了因應燃料電池市場的逐漸成熟,近年來也開始訂定並公告燃料電池性能與安規的相關標準。
國內燃料電池標準發展與測試能量
國內燃料電池相關標準由經濟部標準檢驗局負責彙整訂定,主要是參考IEC 62282系列標準,並參酌國內相關法規,調和成CNS 15468系列。目前已經針對燃料電池模組、定置型系統、可攜式系統、微型系統和單電池的性能與安規,公布一系列標準,並且跟隨IEC更新的腳步,定期修訂公告新版。已公告的CNS燃料電池標準現況如表1所示。
表1 CNS 燃料電池標準現況
IEC 62282
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CNS 15468
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標準名稱
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CNS公告
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第1部
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術語
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2011 / 07
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第2部
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燃料電池模組
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2011 / 05
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第3-100部
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第3-1部
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定置型燃料電池發電系統-安全
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2011 / 05
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第3-200部
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第3-2部
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定置型燃料電池發電系統-性能試驗法
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2012 / 01
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第3-201部
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小型定置型燃料電池發電系統-性能試驗法
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---
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第3-300部
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第3-3部
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定置型燃料電池發電系統-設置
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2011 / 10
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第4-101部
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燃料電池發電系統做為非道路車輛之推進及輔助電力單元(APU)-電動產業卡車的安全
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第5-1部
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可攜式燃料電池發電系統-安全
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2012 / 05
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第6-100部
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第6-101部
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微型燃料電池發電系統-安全-一般要求
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2013 / 10
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第6-100部
附錄G
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第6-107部
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微型燃料電池發電系統-硼氫化合物微型燃料電池系統-間接式燃料電池之第4.3 類水反應性硼氫化合物
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2013 / 10
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第6-200部
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微型燃料電池發電系統-性能試驗法
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2013 / 04
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第6-300部
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微型燃料電池發電系統-燃料匣之可互換性
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2013 / 04
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第7-1部
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聚合物電解質燃料電池(PEFC)之單電池試驗法
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2013 / 04
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第7-2部
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固態氧物電解質燃料電池(SOFC)之單電池試驗法
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獲認證項目最多的測試實驗室─台灣大電力中心在測試驗證部分,國內已有台灣大電力中心、經濟部標準檢驗局及工研院等單位,建置了相關的燃料電池測試能量。另外行政院原子能委員會核能研究所,也特別建置了固態氧化物燃料電池測試實驗室,針對固態氧化物燃料電池的電池片和電池組,依照自訂之測試程序,量測功率、開路電壓、長時效和交流阻抗等項目。
台灣大電力中心在燃料電池模組、燃料電池系統的安規與性能上,都有所投入,是目前國內獲得TAF認證項目最多的測試實驗室。在系統部分,最大測試範圍為交流電輸出電壓350V、輸出電流135A與輸出功率10kW;直流電輸出電壓80V、輸出電流600A與輸出功率10kW 。在燃料電池模組部分,最大測試範圍則是輸出電壓120V、輸出電流100A與輸出功率3kW。
而經濟部標準檢驗局的測試項目,系統最大測試範圍到輸出功率10kW,在燃料電池模組部分,最大測試範圍是120V、輸出電流100A與輸出功率3kW。
UL在亞洲第一個合作的燃料電池實驗室─工研院
工研院目前的燃料電池測試實驗室,建置於南分院六甲院區的氫能源站內,目前最大測試範圍為直流電輸出電壓60V、輸出電流100A 與輸出功率5kW,未來將擴大到輸出功率10kW。已通過全國認證基金會(Taiwan Accreditation Foundation,TAF)的測試項目為「能源效率」、「電功率」、「燃料消耗量」、「啟動與停機之特性」、「洩漏試驗」與「電力過載」。目前工研院已於民國103年11月與國際知名實驗室荷蘭Kiwa完成能力測試比對,再藉由實驗室量測相同測試樣品的結果,來探討實驗室量測表現與測試一致性的影響因素,協助實驗室瞭解本身測試結果與整體測試結果的差異,進而確認測試能力或藉由問題探討與回饋矯正以提升檢測能力,同時亦期能提升測試報告的使用者對測試結果的信賴度。104年6月該實驗室也與大電力中心進行TAF認證實驗室比對。預計104 年9月可通過UL的見證測試實驗(Witness Testing Data Program,WTDP), 同時工研院將成為UL在亞洲第1個合作的燃料電池實驗室。
以上各單位的測試項目,如表2所示。
表2 國內已通過TAF 認證的燃料電池測試項目
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工研院 |
台灣大電力中心 |
經濟部標準檢驗局 |
備註 |
建置時間 |
100.3.24~ |
102.6.11~ |
102.2.5 ~ |
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定置型燃料電池發電系統 |
燃料電池模組
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能源效率 |
有 |
|
|
ASME PTC-50 |
電功率 |
有 |
有 |
有 |
IEC 62282-3- 2 /CNS 15468-3- 2 之8.3.1節 |
燃料消耗量 |
有 |
有 |
有 |
IEC 62282-3- 2 /CNS 15468-3-2之8.3.2節 |
氧化劑(空氣)消耗量 |
|
|
有 |
IEC 62282-3-2 /CNS 15468-3-2之8.3.4節 |
發電效率 |
|
|
有 |
IEC 62282-3-2 /CNS 15468-3-2之8.3.6節 |
電功率反應特性 |
|
有 |
有 |
IEC 62282-3-2 /CNS 15468-3-2之8.3.9節 |
啟動和停機之特性 |
有 |
有 |
有 |
IEC 62282-3-2 /CNS 15468-3-2之8.3.10節 |
吹淨氣體消耗量 |
|
有 |
有 |
IEC 62282-3-2 /CNS 15468-3-2之8.3.11節 |
洩漏試驗 |
有 |
有 |
有 |
IEC 62282-3-1 /CNS 15468-3-2之5.4節 |
強度試驗 |
|
有 |
有 |
IEC 62282-3-1 /CNS 15468-3-2之5.5節 |
電力過載 |
有 |
有 |
有 |
IEC 62282-3-1 /CNS 15468-3-2之5.7節 |
氣體排放 |
|
有 |
|
CNS 15468-3-1,5.16節 /IEC 62282-3-100,5.15節 |
CO2和CO濃度 |
|
有 |
|
CNS 15468-3-2,8.3.16節 /IEC 62282-3-200,8.3.16節 |
堵塞冷凝試驗 |
|
有 |
|
IEC 62282-3-100,5.16節 |
凝結水排放試驗 |
|
有 |
|
IEC 62282-3-100,5.17節 |
COD試驗 |
|
有 |
|
CNS 15468-3-2,7.3.11節 /IEC 62282-3-200,7.3.8.5節 |
BOD試驗 |
|
有 |
|
CNS 15468-3-2,7.3.12節 /IEC 62282-3-200,7.3.8.6節 |
排放氣體溫度試驗 |
|
有 |
|
CNS 15468-3-1,5.12節 /IEC 62282-3-100,5.11節 |
表面與元件溫度 |
|
有 |
|
CNS 15468-3-1,5.13節 /IEC 62282-3-100,5.12節 |
排氣系統洩漏試驗 |
|
有 |
|
IEC 62282-3-100,5.20節 |
可聽聞噪音位準 |
|
有 |
|
CNS 15468-3- 2 ,7.3.13節 /IEC 62282-3-200,7.3.9節 |
正常操作型式試驗 |
|
有 |
|
IEC 62282-3-100,5.6節 |
停機參數 |
|
有 |
|
CNS 15468-3-1, 5.8節 /IEC 62282-3-100,5.8節 |
電氣安全試驗 |
|
有 |
|
CNS 15468-3-1,5.8.2節 /IEC 62282-3-100,6.2節 |
介電強度試驗 |
|
有 |
|
IEC 62282-3-100,6.3節 |
淋雨試驗 |
|
有 |
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CNS 15468-3-1,5.15節 /IEC 62282-3-100,5.14節 |
燃料電池模組 |
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正常操作 |
|
有 |
有 |
CNS 15468-2:5.2 (不含燃料消耗率) |
電力過載試驗 |
|
有 |
有 |
CNS 15468-2:5.5 |
越極監測系統試驗 |
|
有 |
有 |
CNS 15468-2:5.12.5 |
國內各相關單位為了因應燃料電池市場的逐漸成熟,燃料電池標準測試實驗室也逐漸完備,希望能提供國內最完整的新興科技產品驗證平臺;而工研院也會與標檢局、台灣大電力中心合作,一起為建置國內燃料電池測試環境而努力。
關鍵字:燃料電池,經濟部標準檢驗局,工研院