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工業技術與資訊月刊

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326期2019年1/2月號

2019-02-15 Published

封面故事 Features

綠色工務所 實現低碳節能新科技 智慧節能技術展示平台

撰文/唐祖湘

豔陽下,沙崙智慧綠能科學城工程緊鑼密鼓的進行著,臨近的工務所一片盎然綠意,在蒸騰的熱氣下散發著清新氣息。在經濟部能源局的支持下,工研院擔綱綠能科技示範場域建造,工程期間所設置的綠色工務所,將工研院自主研發的節能技術融入設計,既低碳、更省電。

因應工務所的過渡性與展示功能,工研院打造綠色工務所時,選擇的就是節能減碳且輕量化的鋼材,並宣告在綠能示範場域完工後,工務所將拆除回收循環利用。這棟環保鋼構建築目前作為推廣產業綠能產品及應用技術的示範平台。陳設有如小型企業辦公室的工務所,裝設以光發電的電動窗簾、高效率節能吊扇與智慧環控風扇等。多項綠能科技示範應用均融入生活情境,人員穿梭其間體驗綠能科技帶來的舒適與節能效果。

染敏電池電動窗簾 光源驅動自動啟閉

大廳旁邊的窗戶看似平常,其實內藏玄機,因為電動窗簾裡裝有工研院與台塑共同研發的「染料敏化電池板」,白天利用室內與窗邊的光線即可自主充電;晚間窗簾僅待機與無線傳輸元件耗電,白日所充的電可供電動窗簾100%用電需求。此電動窗簾不靠手動,全憑光源驅動電源運作,既保有生活便利,又不耗用額外的電力。
近年被認為頗具應用潛力的染料敏化電池,具有輕薄、可彎曲、多彩與可透光性特性,原料成本低,製程容易且設備簡單,不需昂貴的真空設備與廠房設施即可生產,最重要的是可在光線微弱的環境下,如室內光源即能發電,應用層面相當廣泛。可與家電、建材等結合,如電動窗簾、充電桌、自動芳香噴霧器等,工研院與台塑在沙崙智慧綠能科學城正合作推動試量產,潛在商機看好。

染敏電池電動窗。
染敏電池電動窗。

高效率節能吊扇 攜手業者打造國際商機

儘管在大太陽下,工務所依然涼風習習,靠的就是懸掛在工務所屋頂的「高效率節能吊扇」。吊扇核心是以外轉子無刷直流(DC)馬達結合驅動控制器、晶片模組等技術開發而成,具有高效率、低速高轉矩等特點。跟傳統內轉子馬達的差別在於,前者只有中間軸心在轉,外轉子馬達則是連外殼一起旋轉,透過製程管控與驅控技術優化,具有靜音、低振噪、高可靠度的優點,適合多段變速與風量的吊扇產品需求。
「外轉子無刷直流(DC)馬達」是由工研院與國內廠商,如嘉隆實業、鈞泰工業、鴻鋅共同研發,與傳統吊扇使用交流(AC)馬達相較,外轉子直流馬達的變頻吊扇節電效率達50%,且原料採用鐵氧磁鐵,不需稀土磁鐵。台灣沒有稀土資源,過去仰賴進口,對基礎工業發展不利,許多馬達業者因而外移東南亞。此技術研發成功,將為國內馬達產業帶來降低成本與能源轉型的機會,未來將在沙崙建立試量產線,可加速推動進入國際巿場。

外轉子馬達
外轉子馬達
外轉子馬達吊扇
外轉子馬達吊扇

綠建築好幫手 建物能源管理系統

綠色工務所不僅節能,因為裝置「建物能源管理系統」(BEAMS),整棟建物的能源消耗也看得一清二楚。工研院聯合國內智慧水表、電表廠商,合作開發推廣「建物能源管理系統」,此系統以低耗能的無線傳輸為架構,搭配無線環境感測器、智慧電表與水表等IT技術,結合雲端平台即時監測,可以匯集整棟建物的電力、照明、空調等設備所耗用的能源資訊,將其系統全數轉為視覺化數據,顯現在儀表板上。透過資訊的取得與分析,可清楚了解該建築物耗能多少,使用者得以掌握用電特性及趨勢,進而做連動或優化控制,改變用電行為,估計可節省能耗達10~15%,未來若被廣泛應用,將有更好的節能效益。

兼顧節能與舒適 智慧環控風扇

開冷氣睡覺時,您是否有半夜被熱醒或冷醒的經驗呢?人體的新陳代謝在睡夢中會變慢,空調系統若從頭到尾同一頻率,很容易感冒。工研院研發的「智慧環控風扇」,利用「軟體演算法」,只要輸入使用者年齡、身高、體重,系統即自動計算出新陳代謝等生理數據,配合裝在電扇內的特殊感測器,透過室內濕度、衣著、個人冷熱偏好等參數,不論是日間在辦公室活動、或夜間在臥室睡眠等不同情境,可自動調整空調溫度與風扇最佳風速,讓環境維持在最舒適狀態。整合風扇與冷氣後,冷氣設定溫度可提高約1度,享有同樣舒適的同時,也能節省3~5%的冷氣耗電。

智慧環控風扇。
智慧環控風扇。
工研院協助民間業者打造的第一座「全國產自製」300kW雙循環地熱發電機組,現已全時運轉發電,地熱不僅提供遊憩,更成為台灣再生能源重要生力軍
  
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