一片能源儀表板 讓國中生對用電軌跡很有感

撰文‧簡惠茹

在新竹市光武國中的穿堂牆上，掛著一片大型面板螢幕，畫面像是儀表板，從學校、班級用電量，到校方設置的太陽能板發電量，種種資訊一覽無遺。下課時間，學生紛紛聚在大儀表板前七嘴八舌討論，「哇，我們班居然用電量最高！」然後「報馬仔」就匆忙跑回班上，趕緊叫大家把空調調高一度，不要造成尖峰時段用電量過大、過於集中。

除了能掌握即時用電量，面板後面所串接的整套系統也直接連結台電端。由於光武國中有加入台電「自動需量反應」試驗方案，一旦遇到用電量過大時，台電可詢問學校是否願意降載用電，讓多出的電力提供給其他用電戶使用。學校同意後，能源管理系統（EMS）就會在該時段自動執行學校設定的方案，例如調高冷氣溫度，改為送風或關機。

光武國中本身雖是用電戶，在緊急時刻也因減少用電， 以及自設太陽能板發電， 可以將電力提供台電調配給其他用戶， 成為供電方。這些類似於目前能源管理趨勢——虛擬電廠（VPP）的種種應用，在新竹市這所千人左右的國中，儼然已經落地實現。

所謂虛擬電廠，並不是像傳統電廠會實際發電，而是透過「需量反應」或「儲能」，來節約用電與分散用電。如在電力需求過大時，透過需量反應機制，鼓勵用戶於指定時段減少用電，電力公司則會提供扣抵電費回饋給用戶，而省下來的電力或儲能的電力甚至還能賣出去，給更需要的用戶使用。

隨著再生能源的發展，虛擬電廠的需求愈來愈迫切。工研院綠能所副所長暨電網策略室主任張簡樂仁表示，由於再生能源來自大自然的太陽光、風力等，有其不確定性，供電壓力將不可避免提高，而且通常來得超乎預期且快速。這些問題不是依靠傳統電廠就能解決，因此需要透過EMS加以管理與分散用電。 導入能源管理 讓班班有冷氣

工研院從二○二一年建立台灣首座聚合多元資源的虛擬電廠技術驗證平台，張簡樂仁指出，相較於現有其他廠商的技術，工研院的技術可以聚合更多元的異質用電，如各種家電等，因此更能落實到家戶型虛擬電廠的應用。但一般用電戶要怎麼做到虛擬電廠？光武國中給出了答案——簡單的事前準備，就能做得到。

二一年的一個午後，光武國中前校長林茂成在辦公室瞄到工研院分送給各校的「 虛擬電廠」說明文件， 工研院希望尋找合作夥伴，將開發的EMS實際應用於學校。林茂成深入了解後，發現與他想教導小朋友的能源管理概念不謀而合，決定馬上提出申請。

「校園巡堂時，看著學生穿著外套吹冷氣，老師在講台上說著北極熊因氣候變遷面臨生存危機，我就不斷思考，能源教育如何扎根？」日前剛轉赴光華國中服務的林茂成，語重心長道出當時尋求工研院合作的起因。

二○年七月，行政院宣布「 班班有冷氣」政策後， 光武國中陸續採購空調。二一年導入EMS後，林茂成這才發現，原來空調要符合CNS 16014 智慧家電的國家標準，才能與EMS充分整合，發揮即時雲端監控的最佳功能，因此除了新購置的空調要符合標準外，原有的舊冷氣也要進一步置換晶片。

班班有冷氣的計畫一出來，所有學校都面臨電力系統如何提升的問題，契約容量擴增一到兩倍，這讓林茂成開始同步構思校園自行發電的可能性，也就是架設太陽能板。他本來半信半疑，太陽能發電真的夠用嗎？結果搭配工研院的EMS後，他終於能確認太陽能發電量確實可達到九十九瓩，相當於今年發電量統計到九月達到八萬四千多度電，可涵蓋校內冷氣使用電量三萬三六九三度電。

為了讓該技術能成功達到能源教育的目標，林茂成與工研院來回討論如何增加功能、修改設計。首先，他堅持在學校穿堂設立大型儀表板，讓來往學生都能看到目前學校的用電總量、各班級冷氣使用量與太陽能板發電量，這樣才能讓學生有感。

而EMS的控制中心就位於總務處，一台電腦就能設定全校冷氣溫度的上下限，一旦教室溫度調得太低，就會改為送風或關機；或當學校整體用電量快要超過契約容量時，控制中心能透過調高各班級冷氣溫度，既讓學生處在舒適環境中，又不會讓用電量負荷過重。 辦省電競賽 打造零碳教室

EMS除了對內調節用電，對外還能連結台電，光武國中也主動參加台電的自動需量反應試驗方案，當台電通知即時降載訊號時，學校的EMS就會依照預設控制模式，自動配合調控冷氣的使用。林茂成表示，導入EMS、參與自動需量反應方案，不只能有效節電，避免超過契約容量，還能獲得電費回饋，學生能從中學習到什麼是能源管理，創造三贏，何樂而不為？

虛擬電廠的運作原理，以及施行所需要的元素，都在光武國中一一呈現。首先是基礎設備，智慧電表要搭配智慧家電，才能蒐集數據、即時監測； 其次是電費回饋，提供用戶端誘因，才能吸引學生投入，光武國中的學生更因此發想出許多有效用電方式，如細究電風扇擺放位置與送風方向如何更有效率、訂定班規要求吹冷氣時要隨手關門等。

而最後也是最重要的，是公民意識的培養。為了讓學生更有感，林茂成設計班級競賽。由於當時冷氣電費是各班付費，用電量最少的班級，就能獲得一張冷氣卡作為電費回饋。林茂成說，電費回饋的方式，讓學生會主動討論如何更有效使用冷氣？如電風扇應往哪邊吹？門窗應注意隨手關上，甚至還訂定班級用電公約，讓能源教育成果得以展現。

光武國中成為一座小小虛擬電廠後，也改變學生對節能減碳的態度。有天下課時間，一位國一學生從穿堂跑到校長室找林茂成，學生氣喘吁吁地告訴校長，「原來學校的太陽能板發電量，可足夠供應我們全年冷氣的用電量！」他這才發現，經過能源管理，再透過節省用電、分散用電，加上綠能發電，「所謂的零碳排，正在我們學校真實發生。」

現任光武國中校長黃信騰今年七月底接棒，也盼透過此系統讓能源教育從小扎根。 借鏡加州危機 實施差別電價

今年九月六日，美國加州遭遇嚴重熱浪侵襲，氣溫持續飆高，加上野火範圍擴大恐危及發電設備與線路， 令該州電網供電面臨極大壓力。加州官員也為此發出警告，管理電網的加州電力調度中心（ISO）執行長梅瑟（Elliot Mainzer）更公開坦言，居民須將省電量提升到平常的二至三倍，才有可能避免停電情況發生。

回頭看，在供電最吃緊的五天期間，加州不僅熬過大規模斷電危機，也未實施輪流停電。怎麼做到的？答案就在「公民意識」與「虛擬電廠」兩個關鍵字。

回顧危機處理過程，南加州愛迪生公司執行總監邱維倫（Bill Chiu）表示，一方面，政府與電力公司不斷呼籲民眾多使用電扇代替冷氣，同時避免在下午四點到晚上十點的用電高峰時段，為自家電動車充電；另一方面，設有儲能裝置的家戶，則能有效使用自家在離峰時段儲存的電力，「在公民意識與虛擬電廠概念的能源管理下，不到幾個小時，就省下一個核電廠機組的發電量。」

邱維倫建議，如果台灣希望在家戶端施行虛擬電廠的概念，提升公民意識就相當重要。政府需要用各種宣導手段，讓民眾知道自己也能對供電有所貢獻，無論是節電、儲能，家家戶戶都可以成為一個虛擬電廠。

另外值得台灣借鏡的是，加州虛擬電廠方案還有實施差別電價。參與用戶，平日下午四點到晚上九點尖峰時段的電費較高，一度電要○．五四美元，離峰時段則為○．二三美元，讓用戶願意分散用電時間。「像我已經習慣每天清晨六點讓洗衣機自動運轉，就為了避開尖峰用電時段！」邱維倫說。 閱讀完整內容