2003/07/05
經濟部能源局
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▓撰文：蕭明哲
由國人研發，已獲得台灣、大陸、美國、日本及德國等五國專利的蓄能電池，是調節尖峰用電的利器，同時更能達到節約能源的目的。
目前台灣電力發電裝置容量約2,850萬瓩，尖峰負載約為2,700萬瓩，如果全國能積極有效的節約能源與移轉能源10％，則尖峰負載將下降至2,430萬瓩，而安全備用發電裝置容量高達420萬瓩，那麼電力能源的開發與電廠的興建工作就顯得不那麼迫切需要了。
冷凍空調設備之耗電量約佔尖峰負載電力的三分之一，約900萬瓩，若移轉能源又節約能源30％，則可減少270萬瓩之尖峰電力，因此開發可移轉能源，同時又能節約能源的冷凍空調設備，應是冷凍空調界當務之急。
蓄能電池（Thermal Battery）之研發，它可有效的移轉能源又節約能源，若廣泛的應用於各種冷凍空調系統，則政府可緩和興建電廠的財務壓力，而冷氣用電戶更可節省電費，創造政府與民間雙贏的局面。
蓄能電池的原理與構造
蓄能電池（Thermal Battery）與蓄電池（Battery）之作用很相似，蓄電池可同時充放電，蓄能電池也可以同時儲存及釋放能源。蓄能電池在冷熱能源太多的時候可以儲存能源（Charge thermal energy）；當冷熱能源不足的時候，蓄能電池就可以釋放能源（Discharge thermal energy）。
＜插入圖1＞
在原理上，蓄能電池是利用熱流往上升，冷流往下降之對流原理，頂部為低溫側，底部為高溫側，利用迴路型熱管之對流，達到冷熱儲存以及熱交換的目的。而在能源之儲存、釋放及熱交換過程中，本身無需任何動件，因此結構簡單，故障率低，具熱交換效果良好等優點。
＜插入圖2＞
蓄能電池之應用範圍
蓄能電池可應用於各式冷凍空調系統，其作用如下圖所示：
＜插入圖3＞
一、當無冷房負載時，g1＝0 g＝g2，全部冷媒用於儲冰。
二、當部份冷房負載或低冷房負載時，g1＜g，則g＝g1＋g2，部份冷媒g1用於冷房空調，部份冷媒g2用於儲冰。
三、當高冷房負載時，g1＝g g2＝0，則全部冷媒用於融冰過冷卻冷媒，產生100～150％之冷房能力。
利用蓄能電池之可充放式能源冷凍空調系統，於無負載或低負載時儲存能源，於高負載時釋放能源，因此主機容量可減少30～40％，而主機於任何運轉模式皆滿載高效率運轉，因此不但節約能源，而且能移轉能源。
於全天候運轉之冷凍空調系統，如冷凍冷藏庫、電腦機房、醫院、旅館、24小時便利商店、半導體電子工廠等，應用蓄能電池之冷凍空調系統，更可有效的節約能源及移轉能源，除了一面儲冰及一面融冰之外，更可24小時恆溫空調。
＜插入表1＞
蓄能電池之未來發展
只要有溫度差及需要儲存或釋放冷熱能之場合，皆可使用蓄能電池，因此它可應用於熱交換、熱回收、蓄冷蓄熱等場合，尤其是利用蓄能電池之冷凍空調系統，可降低主機設備容量，減少用電契約容量，主機皆於滿載高效率運轉，達到節約能源的效果。
另一方面，蓄能電池的使用特性可利用夜間便宜之離峰電力儲冰空調，在晝間的電力尖峰時期融冰空調，達到移轉能源之效果，改善並平衡電力負載結構，如廣加使用，對於電力系統以及使用者的經濟性均有正面的效益，更有利於創造政府及人民雙贏之能源政策。（本文作者為南開技術學院電機系副教授）