美國最佳可再生能源地點在這裡!風能、太陽能完美互補

2019年1月8日 下午3:35  匯流新聞網記者藍立晴/綜合報導


可再生能源受到全球政府及企業的關注,紛紛喊出要實現100%綠能發電。然而太陽能與風力發電等發電方式具有「間歇性」問題,因此還需化石燃料或核能來填補空白。不過,美國德州(Texas)被認為具有最佳可再生能源優勢,風能、太陽能發電可「互補」!

據外媒Vox報導,萊斯大學(Rice University)研究人員發現,德州可望實現風能與太陽能之間的「完美互補」,這種互補性將使得電網更可靠、更容易調度功率並且能降低成本。

儘管目前德州尚未實現100%可再生能源電網,但這項發現有助於促使可再生能源替代化石燃料等能源,目前該發電方式仍為德州貢獻了約1/3的電力,風能則為17%;這意味著可再生能源在德州依然具有極大的發展空間,萊斯大學研究團隊的發現已證明了德州具有獨特優勢發展可再生能源電網。

由於技術開發加上世界各國爭相利用導致成本下降,國際可再生能源機構(International Renewable Energy Agency,Irena)負責人Adnan Amin先前曾指出,可再生能源未來可望不再僅是基於環保意識的選擇,而是一項聰明的經濟決策。

Adnan Amin預測,所有形式的再生電力可望在明(2020)年就比燃燒化石燃料所產生的電力更便宜。目前美國德州的風力發電廠在沒有政府補貼的情況下,已落到每MWh 27美元。

然而,可再生能源亦有令人憂心的另一面。科技媒體THE VERGE引述Solar Power World主編Kelly Pickerel的說法指出,用來製造太陽能發電的「太陽能板」可能會造成全球嚴重的汙染及回收問題,亟待各國政府拿出相對的配套措施。

此外,在德州之前,賓州匹茲堡市長Bill Peduto在2017年時為回應川普退出巴黎氣候協議的決定,在Twitter上宣布計畫要在2035年前實現100%使用再生能源的目標,並承諾會遵守巴黎氣候協議。

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2018中小企業白皮書公布 中小企業家數及就業人數創新高

經濟部中小企業處今(31)日發布《2018年中小企業白皮書》,根據資料顯示,2017年臺灣中小企業家數為143萬7,616家,占全體企業97.7%,較2016年增加2.08%;中小企業就業人數達890萬4千人,占全國就業人數78.44%,較2016年增加1.07%,兩者皆創下近年來最高紀錄。

2017年中小企業家數及就業人數創新高

中企處並進一步分析指出, 2017年成立未滿一年的新設中小企業,就有10萬1,556家,占全體新設企業的99.85%,較2016年增加6.54%,說明新設企業的蓬勃發展,將為臺灣經濟發展及技術創新帶來更多可能性。

根據調查,2017年中小企業銷售額12兆1,395億元,較2016年增加3.19%,成長率由負轉正;其中,內銷額為10兆7,171億元,占全體企業的35.52%,較2016年增加3.64%,為近年來最大增幅。

中企處表示,今年度白皮書專題以「增添融資活化、傳承轉型升級成就企業永續發展」為主軸,其中,在傳承議題調查上,2017年經營年齡在20年以上的中小企業達37.3萬家,占整體中小企業25.94%,至於雇主年齡在50歲以上的占比則高達53.45%,有逐年提高趨勢。針對有傳承行動的中小企業,86.52%選擇傳給家族的下一代,其次由專業經理人接手的傳賢模式,僅占11.35%。

中企處並針對政府的中小企業輔導政策指出,2017-2018年主要以「完善財務融資服務與增進投資」、「促進升級轉型與提升研發能量」、「建構創新創業及育成加速機制」,以及「深耕城鄉產業及掌握市場商機」等4大面向提供中小企業經營需求,推動財務、研發、新創、城鄉發展等協助措施,積極協助中小企業尋求商機及加速國際化。

點我閱覽完整版《2018年中小企業白皮書》

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助產業創新升級 加工處4策略推動產業聯盟

助產業創新升級 加工處4策略推動產業聯盟

經濟部加工處今(26)日表示,為加速產業升級轉型,提升市場競爭力,該處近年在各園區成立不同產業聯盟,並攜手財團法人金工中心,透過成立產業聯盟CEO交流會、舉辦技術研討會、導入教練機制及媒合廠商聯合提案等四策略,對活絡產業聯盟已有相當成果。

加工處說明各項策略成果指出,針對加工出口區已成立的五大產業聯盟,進行CEO交流會,各交流會除產業聯盟召集人外,聯盟成員參與度更超過9成以上,凝聚廠商向心力。

其次則是依據廠商需求或意見,辦理12場研討會議與課程,並與資訊公司與學校合作,進行實機操作之系列課程,此外另辦理「製造業如何導入智慧製造」說明會,協助廠商轉型升級,導入AI串聯並整合上下游資源等。

另外也依據聯盟廠商技術開發需求,導入教練機制創新作法,透過串接或引介專家資源,協助廠商問題解決或技術突破等,例如瑞展動能公司希望建立燃燒實驗室,透過相關不同領域專家引介協助,加速促成公司成立國內第一座「智慧熱水器燃燒實驗室」。

最後則是媒合聯盟廠商聯合提案合作,發揮聯盟效益,今年共促成2件提案,其中一件由「智慧光機電產業策略聯盟」的佳凌公司主導,聯合其他聯盟廠商申請的「精密光學產業高階車載鏡頭智慧供應鏈AI加值應用計畫」已獲補助;另一件則由「面板光電關聯產業聯盟」的龍翩公司主導,聯合其他廠商進行「紅外線感測鍍膜用高速高質真空濺鍍機研發計畫」,目前正進行審查。

加工處表示,產業聯盟的運作,是希望促成各聯盟自主營運,整合眾廠商之能量與資源,做為區域協同創新觸媒,更期望跨產業聯盟廠商可以凝聚共通需求,朝整合上下游及生產供應鏈互補的目標。

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英政府提能源系統升級 推動能源供應商轉型

2017-08-09  / 莊瑞萌 

英國政府打算提出計畫更新現有電網設施,業者給予肯定態度。法新社

日前英國商業、能源暨工業策略部(BEIS)與天然氣與電力市場辦公室(Ofgem)傳出已提出提升英國能源系統計畫,當中也包括針對儲能與電動車提出重大投資計畫。

據Metering.com報導,在名為「Upgrading Our Energy System: Smart Systems and Flexibility Plan」報告中,英國商業、能源暨工業策略部與天然氣電力市場辦公室提出,預計可在2050年幫助消費者節省高達400億英鎊能源費用的作法。

Energy Storage News指出,該二部門也針對儲能與電動車發布一項重大投資計畫,另外,1989年電力法也將被修正,以便納入電力儲存的定義。當中規劃單位與電網連結過程都將被評估與簡易化,以便讓電力儲存設施可通過核可與開發。

天然氣與電力市場辦公室未來幾個月內,也會討論一個更新後的電池存放生產認證,當中並將移除最終儲存設施目前必須支付最終消費費用,讓「雙重收費」成為歷史。

英國商業、能源暨工業策略部與天然氣與電力市場辦公室,將設法讓那些再生發電機可與改造後的電池存放系統共同設點,而不影響現在營收來源的規定更加透明化,其中包括可再生能源義務、現有電價買回(FIT)及差價合約(Contracts for Difference)。

計畫中也會審查智慧家庭與企業如何能幫助英國電網,探討新的電動車輛充電站與智慧家電的新標準。關於使用時間稅的可行性也會被探討,點對點(peer-to-peer)能源傳輸網也是受關注的焦點。

對此,再生能源Good Energy執行長Juliet Davenport認為,上述計畫對英國再生能源產業來說是個很興奮時刻,為了發展未來低碳經濟,必須擁抱新的、智慧能源系統,而電池科技將是核心所在。

Davenport認為,支持能源儲存創新以及更多支持離岸風力發電計畫與電動車,不僅能為英國吸引投資、創造新工作及增加出口機會,也會確保當地擁有更健康經濟與環境,通往百分百可再生未來將有可能。

此外,英國電網公司(UK Power Networks)以及能源商National Grid於6月推出新的主動供電網絡管理計畫,希望藉此增加裝置容量、並簡化不同發電業者的連結手續。該組織也宣示希望轉型成為配電系統營運者的企圖心。

英國不同能源營運者的網路,在連結時經常面臨限制,導致某些區域連接電網的成本相當可觀。此次電網管理計畫初期僅限於英格蘭東北部,由於可再生能源扮演的角色日益吃重、整體用電量也持續增加,各個區域也都有不同的營運者需要連結,讓計畫的複雜度大大增加。

新上線的管理系統目前還在測試階段,希望提供具備成本效益的能源傳輸解決方案。這顯示傳統能源業者的角色已經逐漸轉變。此次試行成效可作為很珍貴的參考,目前也僅對新加入的用戶,現有用戶可能需要再等等。

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日本電池企業引領業界潮流 2月28日東京電池展登場

李佳玲 2017-12-26 02:32

2017國際智慧能源週剪綵典禮,來自產官學界50位貴賓參加,冠蓋雲集。

由日本最大展會主辦單位Reed Exhibition Japan主辦的由Reed Exhibitions主辦的第15屆國際智慧能源週(World Smart Energy Week 2018) 將於2018年2月28日至3月2日盛大舉行。

同期展會包括第14屆氫能及燃料電池展(FC EXPO 2018)、第11屆太陽能展(PV EXPO 2018)、第9屆太陽能系統施工展(PV SYSTEM EXPO)、第9屆電池展(BATTERY JAPAN)、第8屆智慧電網展(SG EXPO)、第6屆風力發電展(WIND EXPO 2018)、第2屆火力發電展(THERMAL POWER EXPO)、第3屆生物質能展(BIOMASS EXPO)。


2017BATTERY JAPAN展,吸引眾多產業人士參與。

日本貴彌功(NIPPON CHEMI-CON CORPORATION)的雙電層電容「DXE系列」

J.E.T推出內部短路∕異常開放檢測器,可測出以往監測器無法測出的電池素子的內部短絡及異常開放

JTEKT推出高溫環境、低溫環境皆可使用的鋰離子電容

FINECS提供可用於車載、民生、産業機器、醫療等用途的蓄電池用接頭

ESPEC推出恒溫槽一體式充放電裝置

日置電機(HIOKI)電池組電壓發電機
 
大北製作所(OHKITA) SUS鋁製焊接構造電池殼 國際級能源盛會 2018將吸引7萬人參與

為期3天展會是日本最具規模的國際級再生能源專業展World Smart Energy Week 2018,可為日本、亞洲及全球的專業人士提供最佳交流與互動平台。2017年的展會共有來自31個國家、1,570家廠商參展,吸引7萬名專業人士到場參觀,有8,000人是來自海外,使其成為真正的國際級盛會,並創造約1,680億日圓的商談金額。

Reed表示預估2018年的參展廠商將再增加至1580家,其中太陽光電∕太陽光電系統施工展規模將維持持平,主要的成長來自於火力、氫能與燃料電池、以及風力等展覽。

第9屆BATTERY JAPAN展會 產品一應俱全

其中第9屆BATTERY JAPAN展會,展示產品除蓄電池外,從零部件、材料、製造裝置到檢測、實驗、評估裝置∕服務等相關產品應有盡有。預計共有300家電池相關企業參展。

2018 BATTERY JAPAN展會中,將吸引日本知名蓄電池相關企業古河電池、ELIIY Power、FDK、PRIMIX等大廠在現場展出。

台灣電動汽機車商機 吸引日商參展

其中,由於台灣電動汽車以及電動機車市場的擴大,也吸引不少有意開拓台灣市場的日本參展商逐年增加,台灣鴻海科技集團郭台銘董事長表示將會加速開拓電動汽車市場,並且有望製造市場價格一台1萬5000美元的電動汽車。

此外,台灣小型機車的持有率為1,200萬台,相當於兩個人中就有1人持有機車。由此引起空氣污染相當可觀。作為空氣污染解決對策中的一個環節,政府也正在考慮電動機車更新換代的方案,極力推廣小型電動機車的普及。

受此趨勢的影響,近來,越來越多的日本企業著手開發與銷售面向台灣市場的產品,並計畫在此次展會中與台灣買家進行深度洽談。

20餘家德國企業參展 高品質電池產品及技術

第9屆BATTERY JAPAN展會,中國館、台灣館、韓國館等國家館也是展會看點之一,值得一提的是,本次展會中德國館將會有超過20餘家德國企業參展,展位面積將會擴大至400平米,為觀眾帶來更多來自德國的最新高品質電池產品及技術。

綜觀2018 BATTERY JAPAN展會,廠商參展類型包括以下:

零件材料區:展出正極材料、負極材料、電解液、電解質、隔離膜、集電體、頂板、安全閥、電極箔、絕緣管、活性炭、離子水溶液、吸氫合金等。

蓄電池區:展出鋰離子電池、鎳氫電池、鎳鎘充電電池、鉛蓄電池、空氣電池、電容器、鈉硫磺電池等。

電容區:展出雙電層電容器、鋰離子電容、混合電容器、氧化還原電容器、電解質電容器等。

生產設備區:展出研磨機、攪拌混合機、塗布設備、幹燥機、卷壓機、切片裁切設備、沖壓機、電極組裝設備、電極板卷取機、電極堆疊設備、電解液註入設備、雷射焊接機、電池包裝設備、充電設備等。

測試評估區:展出流量計、充放電測試設備、絕緣測試器、壽命測試機、阻抗測試機、內部電阻測試器等。

BMS(Battery Management System)區:展出電池管理系統相關產品∕服務。

2018 BATTERY JAPAN參展商中,有不少參展商展出相當具有產品特色潛力的產品技術,包括以下:

雙電層電容「DLCAP」

日本貴彌功(NIPPON CHEMI-CON CORPORATION)的雙電層電容「DXE系列」,相對以往的產品,輸出阻抗大幅度減小,可抑制充放電時的發熱,因此可以有效縮小冷卻裝置的大小。

此外,作為模組多個同時使用時,可以減少並列使用的數量,因此機器更小,更輕便,非常適合能源再生制動。不僅如此,作為這次的新產品,也將最適合電源備份的振簧式產品增加到了此系列中。

內部短路∕異常開放檢測器

J.E.T推出內部短路∕異常開放檢測器,可測出以往監測器無法測出的電池素子的內部短絡及異常開放。外施直流電壓,以最小1μSec的樣本取樣,監視流向電池素子內的電流波形,並且檢查有無發生微細短路及異常開放。

同時,此機器還具有計算內部電阻的功能。檢查結果會以數值表示的同時,檢查器正面的觸摸屏中還會以圖表顯示電壓、電流、內部電阻波形。此外,J.E.T還準備的了可以用電腦分析檢測結果的軟體。

高溫環境・低溫環境皆可使用的鋰離子電容

JTEKT推出製鋰離子電容,利用特有技術,可在-40°C至85°C之間使用,適用於車內環境。

蓄電池用接頭

FINECS提供可用於車載、民生、産業機器、醫療等用途的蓄電池用接頭(鎳氫電池及鋰離子電池等)正極、負極中的鉚釘式接頭及壓造零件,蓄電池電解液及密封瓦斯的密封銷。FINECS是金屬線材壓造加工零件的業界領頭企業。以常年累積的壓造加工技術為根基,以追求完美自動化的工程設計,提供客戶全新的體驗。

恒溫槽一體式充放電裝置

ESPEC推出恒溫槽一體式充放電裝置,充放電電源和恆溫槽的一體化,將電源和電池間配線降至最短。相對一般的裝置,有更高速的響應以及更好的波形品質。除此之外,由於與恆溫槽的一體構造,最大可節省40%的空間。

電池組電壓發電機

日置電機(HIOKI)電池組電壓發電機,用於BMS的性能評測、檢查(用於代替電池),以及BMS的安全性評測,檢查(使電池更加安全)。可用於開發樣本的評測、檢查,電池HILS的嵌入及生產線的量產檢測。

SUS鋁製 焊接構造電池殼

大北製作所(OHKITA)利用金屬板的彎曲和焊接製作,省去了高額的拉深模。交貨期也更短,打樣和量産都非常適合。雖為焊接構造,但與蓋子的契合度也非常高。值得一提的是,所有產品都經過He洩露試驗,確保密封性萬無一失。並且根據您的要求,對應特殊工程檢定、跟蹤調查。可焊接的厚度為0.1~2.0t左右,通常與0.5~0.8t的焊接品焊接。0.1t以下的安全閥也可焊接。

業界精英專業演講 吸引萬人參與

此外,主辦單位還精心安排了上百場技術研討會,與會者能夠在此單一平台上,一站購足掌握最新的市場趨勢與產品方案。各場專題演講也都邀請到指標性業者參加,使業界菁英齊聚一堂。預估將超過1萬人聽講。幾場精彩演講整理如下:

2月28日(週三)專題技術演講—車載技術倍受期待的全固體電池技術開發最前線,內容將探討到硫化物系全固體鋰離子電池材料的研究開發動向、三星全固體電池的開發及現狀、酸化物系全固體鋰離子電池大型化的研究開發。

3月1日(週四)專題技術演講—由最新電動化技術所引領的電動汽車的進化和對未來的展望,探討豐田所期望實現的EV社會、BMW邁向電動化的計畫、2025年之前電動汽車真的會快速普及嗎?

3月2日(週五)專題技術演講—日趨重要的鋰離子電池安全性評測,探討有望普及的大型蓄電池的安全規格的現狀和課題、邁向鋰離子電池內部短路試驗的可視化新嘗試。

另外3月2日將有一場大型趨勢演講,主題為研究開發日益加速的次世代電池最新事例及今後的市場展望,將由Maxell 的CEO Yoshihiro Senzai,發表研究開發日益加速的次世代電池最新事例及今後的市場展望。以及BYD的處長Tom Zhao發表BYD的持續成長戰略。

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用太陽能板取代瓦片與鐵皮,Elon Musk 打造「太陽能屋頂」準備顛覆現今的電力市場!

2018.01.16 文:戴羽

2016 年 8 月 1 日,Tesla 宣佈全面收購 Solar City,一家以太陽能板為主要業務的公司。Tesla 總裁 Elon Musk 也同時宣佈一項新產品,太陽能屋頂。這個屋頂和一般的太陽能板有什麼不一樣?Elon Musk 為什麼要將兩家表面上看來風牛馬不相及的公司合併?本文將為您介紹 Elon Musk的綠色能源計劃。

本文四大重點:1. 這是太陽能「屋頂」,不是屋頂上的太陽能「板」。2. 沒有地方安裝太陽能板?那就用它來蓋屋頂吧!3. 來自 Tesla 的電池,讓你自行供電一整天。4. Elon Musk 的目標不是做太陽能產品,而是打造綠色能源平台。

1. 這是太陽能「屋頂」,不是屋頂上的太陽能「板」

將太陽能板架設在屋頂上,並不是什麼新科技。讓 Elon Musk 「非常興奮」的太陽能屋頂,是能夠用來建造屋頂的建材(就是太陽能板直接取代了瓦片與鐵皮)。它不但要夠堅固,還要兼顧美觀。改變了一般人對太陽能板的認知。

但是,如何讓每個客戶能夠像購買建材一樣依照需要的尺寸來客製太陽能屋頂,是 Solar City 需要解決的難題。

一般來說,客戶安裝家用太陽能板時,最大的顧慮是既有的屋頂是否能夠支撐。另外,也擔心翻修屋頂時,對太陽能板的投資是否就此化為烏有。直接用太陽能板來蓋屋頂就沒有這些疑慮。因此,想要翻修屋頂的屋主,成為太陽能屋頂的主要客戶群–與其將錢花在一般屋頂,不如考慮投資一個可以為家裡供電的屋頂。

根據調查,美國每年約有 500 萬間房子需要新的屋頂。如果太陽能屋頂的價錢能夠更大眾化,Solar City 就能輕易的說服屋主購買太陽能屋頂,進一步擴大 Solar City 的潛在客戶群。

由於 Solar City 的太陽能屋頂還沒開始量產,大家都很難想像這個產品會和一般安裝在屋頂上的太陽能板有什麼不一樣。一家在紐約的新創公司 Forward 率先提出了他們版本的太陽能屋頂。在等待 Elon Musk 釋出更多訊息前,或許我們可以藉由 Forward 的版本來了解何謂「太陽能屋頂」。

2. 沒有地方安裝太陽能板?那就用它來蓋屋頂吧!

台灣是太陽能產業重鎮,產能占全球約兩成。但是,台灣生產的太陽能板卻只有 2% 留在台灣使用,其他的都是外銷。目前全台灣的太陽能裝置產生的電力不到 1GW (Gigawatt) ,其中最大的問題在於沒有土地建置太陽能板。

台灣山多平原少,在農地上建置太陽能板又被質疑「虛務農、真賣電」,加上取得社區大樓的過程和手續都十分繁瑣,使得太陽能的產能一直龜速成長。如果在蓋房子時直接使用太陽能板屋頂,就能夠突破現有困境,快速提升台灣的太陽能供電量。

正如 Elon Musk 說的,「要讓整個美國都只用太陽能其實並不需要很多土地,特別是當大部分的太陽能板都是在屋頂上」。

3. 來自 Tesla 的電池搭配屋頂,讓你自行供電一整天

太陽能發電最大的問題,就是在太陽下山後,沒有辦法繼續供電。但是,對一般的使用者來說,晚上才是用電的高峰時候。畢竟,一般的上班族都是日出而作,一直要到晚上下班後才能回家享受電力帶來的各種便利。

在美國,家用太陽能板在早上產生的剩餘電力,可以賣給電力公司,抵消部分晚上向電力公司購買的電。但是電力公司為了確保盈利,調高了晚上尖峰時間的電費,同時也降低了夏日購買太陽能電力的價錢。這導致很多太陽能板的使用者無法如預期地回收他們的投資。

善於顛覆傳統的 Elon Musk 為這個問題提出了創新想法。在 Tesla 和 SolarCity 合併後,太陽能屋頂將會搭配 Tesla 的家用電池產品 PowerWall, 組成一個完整的解決方案。PowerWall 儲存太陽能屋頂在白天產生的電力,晚上就能供電。除此之外,使用者還是可以選擇將過剩的電力(在 PowerWall 充飽後)賣給電力公司。

目前一組 PowerWall 的儲電量為 6.5 度足夠供應一般家庭一天的冰箱用電、用洗衣機洗一次衣服,以及使用 8 小時的電視、電燈和筆電(根據台電的數據,平均每戶每天用電為 9.7 度)。因此,除非需要使用冷氣,不然一組 PowerWall 應該可以支撐一般家庭整晚用電量。

由於 PowerWall 的擴充性很高,消費者可購買多組然後整合成一個極大的電池群。澳洲昆士蘭的一位使用者 Lyndon 就一口氣在家中安裝了 6 組 PowerWall,建立一個容量為 38.4 度的電池群,能儲存高達 98% 由太陽能板產生的電力。這讓 Lyndon 一家可以長時間不依賴公共供電系統生活。最重要的是,這樣不但環保,也很符合經濟效益。根據估計,Lyndon 的投資在 5 到 6 年後就可以完全回收。

(來源:創新拿鐵) 4. Elon Musk 的目標不是做太陽能產品,而是打造綠色能源平台

Elon Musk 一直都是綠色能源的鼓吹者,因此,他不斷的以各種創新產品來證明綠色能源是可以取代石化能源,成為我們主要的電力來源。從電動車到太陽能屋頂,Elon Musk 不只是想要打造使用太陽能的產品,他要的是建立一個綠色能源平台,顛覆現今的電力市場。

傳統的電力由發電廠產生。如製造業一樣,發電廠在意的是生產並賣出更多的電,而不是如何讓供電變得更有效率。而使用者也不在乎用電效益,只要電費沒有太貴就好。

太陽能屋頂與家用電池,不但讓一般使用者能夠供電,更能夠儲存電力,未來甚至可以和別人分享電力(例如:透過社區建立的電力網絡,供電給有需要但是沒錢建置太陽屋頂的鄰居)。或者透過家用電池的 app 去監控用電的數據(例如:什麼時候用電最多,或深夜是否有太多的電被浪費)。這不但能夠讓使用者逐漸脫離對電力公司的依賴,也讓電力的使用更環保、更有效率。

Elon Musk 的期許是要將 Tesla 變成為一家「垂直整合的電力公司,提供完整的綠色能源產品給客戶」。在這樣的目標下,Tesla 先推出了電動車,然後推出電動車充電池,現在進一步的推出能夠自行生產電力的屋頂。

在不久的未來,或許我們會看到 Tesla 推出家用風力發電的產品,或建立小型的社區電力網絡,甚至推出電能機車。因為, Elon Musk 將不斷的豐富他的「綠色能源平台」,直到我們離開石化能源的那一天。

全文轉載自創新拿鐵,原文標題:太陽能「板」過時了!Elon Musk用太陽能「屋頂」打造綠能平台

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電池市場競爭激烈,研究團隊破解鎂電池充電挑戰

發布日期 2018 年 04 月 13 日 作者 EnergyTrend


雖然鋰離子電池為當今儲能主力,但目前仍有許多研究團體與廠商試圖找出比鋰電池更穩定與有效的儲能技術,美國能源部國家再生能源實驗室(NREL)近日便成功研發出鎂固態電池,且該電池原型能量密度與材料成本皆比鋰離子電池佳。

鎂地球蘊含量比鋰礦更豐富、成本更低,電量也標榜為鋰電池的兩倍,但仍有諸多障礙待跨越。

照理來說電池離子可透過電解質在正負極之間流動,藉由電化學反應為電池供電,且該反應必須是可逆的,不然無法為電池充電,但鎂電池中的碳酸鹽(carbonate)電解質在充放電循環中容易在鎂表面形成阻擋層,阻礙電池充電。

雖然鎂也可以透過高腐蝕性液態電解質充放電,但假如採用腐蝕性電解質,鎂電池將無法在高電壓下運作,也有安全疑慮。因此 NREL 研發新型電解質,將聚丙烯腈(polyacrylonitrile )與鎂離子鹽(magnesium-ion salt)混合成固態電解質,可保護鎂陽極並提升電池性能。

 

 

目前研究人員已成功打造鎂固態電池原型,研究更指出,被保護的鎂陽極也可在碳酸鹽電解質中充電,且可提供更多能量。此外,研究團隊除了成功研發出可循環充電的鎂電池,也提供陽極與電解質不相容解決途徑跟破解陰極對離子的侷限。

鎂在地球的含量相當豐富,蘊藏量排名第八,且鎂為鹼土金屬,價電子數為 2,與價電子數為 1 的鋰相比,可提供近兩倍電量,再加上鎂不會生成枝晶,電池不會有爆炸風險。假如鎂電池成功推行並商業化,對需求量快速攀升的電池市場大有裨益。

「身為科學研究者,我們總是在想下一步要做什麼?」NREL 材料科學科學家 Chunmei Ban 表示,居於儲能主導地位的鋰離子電池電量已逐漸達到頂峰,因此迫切需要找出新一代儲能技術,而新型電池還必須能以更低成本提供更多電量。NREL 科學家 Seoung-Bum Son 則指出,這項發現有助為鎂電池未來鋪路。

(本文由 EnergyTrend 授權轉載;圖片來源:NREL)

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把垃圾變磁磚!台灣團隊打造太陽能回收站 一小時可處理 50 公斤寶特瓶

2018-04-26  陳建鈞/綜合報導

 

▲TRASHPRESSO 無須外接電源,依靠太陽能即可自給自足處理回收垃圾。(圖/翻攝自 TRASHPRESSO 官網,下同)

每一天,全球會丟棄超過 1 億個寶特瓶,然而這些瓶瓶罐罐的回收率卻非常低,在歐洲、美國分別只有約 50%、30% 的寶特瓶會被回收,剩餘的部份不是被掩埋,就是進入海洋成為漂浮垃圾,儼然是環保上的一大問題。

為有效解決垃圾問題,並向民眾展現再生材料的可行,台灣團隊小智研發(Miniwiz)打造出無須外接電源的垃圾回收站「TRASHPRESSO」,是全球首個利用太陽能,將寶特瓶等垃圾轉變成磁磚的移動式回收站,一小時可處理 50 公斤。

TRASHPRESSO,即「垃圾」(trash)與濃縮咖啡(espresso)的合體字,能將寶特瓶「濃縮」成六角形的塑膠磁磚,這些磁磚防水、耐用且美觀,無論作為裝飾或實用都可以,達成廢物再利用的目的。

TRASHPRESSO 最獨特的一點在於,它無須外接電源,依靠太陽能儲蓄電力即可運作,且水足跡為零,使用過的水都會過濾再次使用,讓機器到成品一樣環保

根據官網介紹,TRASHPRESSO 安裝在一個 40 英呎標準貨櫃上,可藉由貨車運至世界各地,結合無須外接電源的特性,能夠在各種偏僻的鄉村環境正常運作,為回收垃圾貢獻一份心力。

TRASHPRESSO 處理垃圾主要經過 5 個簡單步驟:切碎、洗淨、風乾、除濕及烘烤,一小時可將 50 公斤垃圾製作成富有實用價值的再生磁磚;5 個寶特瓶約能轉換一片磁磚,而它們的瓶蓋、塑膠環則可製作成 1/20 片磁磚。

自 2017 年世界地球日在上海推出以來,TRASHPRESSO 已陸續在北京、倫敦、西藏等處進行展示,驚豔世界各地的民眾,今年 4 月 15 日至 22 日期間,更在米蘭設計週上展出,預計下一站還將前往北美。

▼TRASHPRESSO 曾於倫敦設計節上展示,讓民眾將利用寶特瓶製作的再生磁磚,一塊塊放入圓球的凹槽內。(影片/取自 YouTube,若遭移除請見諒)

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穿戴式裝置再進化,日本研發 OK 繃大小的太陽能心律感測器

發布日期 2018 年 10 月 04 日 13:40 | 作者 EnergyTrend | 


若要開發出小型、輕便且可撓的穿戴式電子裝置,其中的電池也必須符合這些條件,因此目前可撓式穿戴裝置最大的挑戰在於找出最方便的供電方式,而近期日本科學家研發出太陽能穿戴式心臟感測器,直接讓裝置達到自供電效果,進一步擴大穿戴式裝置在醫療科技的應用範圍。

新型太陽能穿戴式心律感測器乍看之下跟普通 OK 繃一樣,但實驗證明它可準確測量人體與老鼠的心律。日本理化學研究所(RIKEN)與東京大學將用於生物感測的有機電化學電晶體整合到有機太陽能電池中,除了縮小心律感測器的體積,使用者也不用再頻繁更換電池。

其中有機太陽能為近年來備受矚目的太陽能裝置,由於其不僅能透過低價材料與簡易印刷技術製造,該電池還可以製造成半透明、柔軟、可撓式樣式,更有機會整合到建築物、車輛、衣服與織品中,應用範圍有望比當今的矽晶太陽能還要廣泛。

根據團隊在《Nature》上發表的研究,該研究背後功臣為採用奈米光柵(nano-grating)表面的太陽能吸收層,讓有機太陽能板可實現高轉換效率與獨立的光入射角度。

新型設備搭載的有機太陽能轉換效率為 10.5%,功率重量比更高達每克 11.46 w,且在 900 次重複抗壓試驗後,光電轉換效率僅下降 25%,從 9.82% 降至 7.33%,與 60 度光入射角度下的非光柵元件相比,光轉換效率提高了 45%。

為了打造輕薄又可撓的太陽能穿戴式心律感測器,研究人員將有機太陽能電池與有機電化學電晶體感測裝置整合在 1 μm 薄的基板上,實驗指出,該裝置可在人體皮膚上檢測心跳或直接在老鼠心臟上記錄心電圖訊號。

研究表示,該裝置可在 10,000 Lux 亮度下穩定運行,其亮度約等於烈日時站在大樹下乘涼。且新型太陽能穿戴式心律感測器由於不含電線,運作時也不會發出任何噪音。

RIKEN 創發物性科學研究中心研究員福田憲二郎(Kenjiro Fukuda)表示,該研發為穿戴式自供電感測器鋪平了道路,未來除了進一步提升性能,團隊也致力於開發可撓式儲存設備,並持續與其他團隊合作製造更加實用的裝置。

(本文由 EnergyTrend 授權轉載;首圖來源:RIKEN)

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太陽能垃圾桶為環保生力軍,自動壓縮垃圾有助減少人力成本

發布日期 2018 年 10 月 26 日 13:33 |作者 EnergyTrend |   


隨著太陽能技術愈加成熟與成本下滑,現在有越來越多有趣的太陽光電應用登場,像是美國廢棄物處理公司 Bigbelly 推出的太陽能智慧垃圾桶,不僅搭載太陽能板與電池儲能系統,還設有多個感應器跟 Wi-Fi 設備,垃圾桶快滿時就會自動壓縮廢棄物與通報清潔人員,有助人力成本與垃圾車來回時間。

Bigbelly 智慧垃圾桶為自供電設備,每個頂部都有裝設 22W 太陽能與 12V 電池,因此垃圾桶在陰天與夜晚都有電可用。其中垃圾桶採模組化設計,可以依消費者需要客製,可獨立設置或是搭配紙類回收、生質廢棄物、瓶罐等其他組合。

該太陽能智慧垃圾桶也具備密封且堅固的外殼,免擔心老鼠、蟑螂與鳥類等食客覓食,還搭載 Wi-Fi、GPS 與各式感測器,廢棄物容量快滿時就會觸發感應,將垃圾壓縮到底部,因此可容納的垃圾量比普通設備還要多 5 倍,且容量達到 70% 時,也會透過 Bigbelly 推出的軟體,自動通知清潔人員前來處理。

CLEAN MANAGEMENT CONSOLE 系統會記錄所有的 Bigbelly 垃圾桶容量狀態,除了會發送訊息,還會提供用戶廢棄物容量、垃圾收集效率與數據分析等,讓人們可以最佳化垃圾桶設置位置、回收路線及時間,進一步提升清潔人員的垃圾處理效率。

目前 Bigbelly 垃圾桶部署已遍布 50 個國家,現在則正在美國科羅拉多州立大學進行為期兩年的校園前導測試,已成功於 9 月裝設 58 個垃圾─資源回收桶(double stations)。科羅拉多州立大學設備管理副總裁 Tom Satterly 指出,很高興能夠使用更智慧的機器設備與技術,這將有助於提升團隊的工作執行效率。

設施管理固體廢棄物部專案經理 Sheela Backen 則補充,新型垃圾桶最大的優點就是能節省人力時間,以往每週一、三跟五都要去清空垃圾桶,現在一週清理一次就好。

這也不是 Bigbelly 垃圾桶首次進駐校園,早在 2009 年喬治亞大學就有裝設,至今該大學已有 140 個 Bigbelly 垃圾桶,Satterly 表示,喬治亞大學的垃圾處理量已減少 86%,以前每個月需要清理 20 次垃圾桶,現在只要清理 2~3 次就好。

不過該設備的成本還是比一般垃圾桶要貴,目前科羅拉多州立大學是採用租借方式,垃圾─資源回收桶每月租金為 222 美元(約新台幣 6,872 元),服務則包含包括軟體安裝、設置與檢查等。

從長遠角度來看,BigBelly 可達成節能減碳及節省人力成本目的,除了可放在城市與校園,還可以設在荒郊野外,到時清潔人員就不用實際到場來看垃圾桶是否滿溢而出,有望大幅減少處理垃圾的時間。

(本文由 EnergyTrend 授權轉載;首圖來源:Bigbelly)

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