應用範例
2025.08.22

聰明用電,輕鬆省錢 能源轉型不僅帶來了挑戰,也帶來了巨大的機遇。位於布隆貝格的 All Electric Society Factory 展示了電池儲能系統與直流電網如何共同開創新紀元。此一示範專案,極具指標性意義。

開啟的儲能貨櫃,Roman Alberti、Michael Freudel、Tobias Lüke
Tobias Lüke(菲尼克斯電氣)與 Voltfang 公司的 Roman Alberti 和 Michael Freudel,共同探討如何將太陽光電系統與儲能系統整合到區域直流電網中

因應再生能源的發展,彈性儲能方案的需求日漸攀升

動態電力市場

389 小時 – 這是 2025 年上半年德國電價出現負值的小時數, 不僅創下該國歷史紀錄,更是全球前所未有的現象。Voltfang GmbH 總經理 Roman Alberti 指出:「當再生能源在電力結構中的占比達到 50% 至 60% 時,儲能系統的重要性將日益突顯, 否則負電價天數還會持續增加。」 這樣的情景看似瘋狂:在動態電價機制下,用電戶在某些日子竟能因消費電力而獲得報酬。這正是電力交易所出現負電價時發生的實際狀況。

反之,當遇到無風無光的「暗凜」時期,電價則可能急速飆升。相較於斯堪地那維亞國家能透過水力發電與抽蓄儲能有效平衡劇烈波動,目前德國的電力市場顯得格外動態多變。此種現象同樣出現在所有高度依賴風力、太陽能等氣候關聯性發電的國家和地區。

Voltfang 公司的 Michael Freudel 與 Roman Alberti 站在電池儲能貨櫃前

菲尼克斯電氣的 Tobias Lüke(左)與 Voltfang 公司的 Michael Freudel、Roman Alberti 合影

將儲能系統發展為商業模式

對於發電業者與電網營運商所面臨的挑戰,卻在能源儲存領域引發了一場真正的「淘金熱」。企業紛紛大量投資電池儲能系統,目標是儲存電力並進行有效調度,這已成為極具潛力的獲利市場。為了搶占先機並爭取電網接入許可, 這些能源先驅者早已在主管機關前大排長龍。

然而,這場變革也蘊藏巨大商機。Roman Alberti 堅定地表示:「正因為我們比其他國家更早面臨這些挑戰,我們能將成熟的商業模式輸出海外。」 他所在的公司 Voltfang GmbH 專注於開發以回收電動車電池製成的永續儲能系統。他補充道:「為了確保歐洲電網的穩定,我們將需要遠多於現有規模的儲能系統。」 在穩定電網的調頻與輔助服務方面,德國能扮演的先驅角色,就如同挪威之於電動車領域。

直流電工廠

能源網的穩定性不僅對大型電力供應商至關重要:「我們必須讓工業領域盡可能實現能源自主,例如在工廠內建置太陽光電系統和直流電網,另一方面也要能緩衝能源波動的影響,」Alberti 接著說道。

智慧能源管理系統、再生能源、電池儲能系統與直流電解決方案:這些技術如同拼圖般緊密結合,共同協助工業領域抵禦高電價衝擊。在布隆貝格的 All Electric Society Factory 中,這些拼圖碎片拼湊出清晰願景:11,000 平方公尺的屋頂上鋪滿閃耀的太陽能板,生產設備皆接入直流電網運作,廠房前則矗立著大型電池儲能貨櫃與直流充電樁。

All Electric Society Factory 廠房一景

工業直流電網是布隆貝格 All Electric Society Factory 的核心樞紐

直流電效率更高

菲尼克斯電氣的直流電技術專家 Tobias Lüke 解釋道:「直流電網能優化從發電、配電到用電的整個能源鏈。」 這不僅避免了轉換損耗, 結合電池儲能系統的直流電網還能有效緩解系統中的用電高峰負載。在電力市場波動與饋電不穩定的時代,此優勢尤其關鍵。

位於布隆貝格的直流電工廠是實現能源部門耦合的示範案例, 它展示了跨不同工作領域的發電、儲能、配電與用電智慧聯網系統。Tobias Lüke 總結道:「工業直流電網是布隆貝格 All Electric Society Factory 的核心樞紐。」

All Electric Society Factory 前方 Voltfang 儲能貨櫃內部一隅

All Electric Society Factory 前方 Voltfang 儲能貨櫃內部一隅

將電池儲能系統整合至直流電網

儘管電池儲能系統本身接收與輸出的是直流電,但至今為止,它們幾乎都被整合於傳統的交流電網中。將其直接整合到直流電網在技術上相當複雜,且此前幾乎未有實際案例。Lüke 表示:「我們與 Voltfang 合作,成功透過直流電網整合電池儲能系統,接收來自太陽光電系統的多餘電力。」 這部分電力隨後可再次回注到生產製程中。透過此方式,合作夥伴成功提高了系統的整體穩定性。Voltfang 的開發工程師 Michael Freudel 表示:「整合儲能系統時,最大的挑戰在於調節與控制技術, 正因如此,電池儲能系統得以在直流電網中實現最佳化應用,並適應各種使用情境。」

All Electric Society Factory 前方 Voltfang 儲能貨櫃內部一隅

All Electric Society Factory 前方 Voltfang 儲能貨櫃內部一隅

德國製造永續電池儲能系統

永續的另一關鍵面向,在於採用電動車退役的二次生命電池。Alberti 解釋說:「歐洲本土僅蘊藏極少數電池生產所需的原料, 正因如此,更須有效利用我們境內既有的資源。」

這些電池模組源自知名汽車製造商,可能是退役電池或來自生產過程中的多餘庫存。由於汽車產業標準極為嚴格,此類電池具備異常的長壽命特性。「我們還實施密集監控:每 10 秒即檢視單一電池芯的狀態, 藉此確保其使用壽命達 15 年甚至更長。」

Tobias Lüke 正在測試直流電工廠儲能貨櫃中的功率電子設備

Tobias Lüke 是菲尼克斯電氣的直流電技術專家

直流電網與電池儲能系統的並存共濟

Michael Freudel 特別強調此類模組化儲能系統的高度適應性:「整體能源管理變得更加靈活。此外,藉由儲能系統的智慧功能,能夠極順暢地實現部門耦合。」

如同人體內細密的靜脈網,直流電網遍布於 All Electric Society Factory 中。它不僅為每個單元供應新鮮電力,還能回收多餘能量。Tobias Lüke 總結道:「其優勢顯而易見:我們減少了轉換損失、提升系統整體穩定性,同時降低了資源消耗。

電池儲能系統與直流電技術本就相輔相成, 它們無疑是邁向全電力社會的關鍵核心技術。」

布隆貝格 All Electric Society Factory

直流電流通過 All Electric Society Factory 內的精細線路網路

總結:備戰未來

能源轉型並非遙遠目標 – 無論是大型電網,還是工廠與住宅區的分散式應用,轉型早已全面啟動。位於布隆貝格的「All Electric Society Factory」展示了企業如何以智慧型儲能系統、直流電網與再生能源,提前因應明日挑戰。現在投資這類解決方案,不僅能擺脫波動電力市場的束縛,還能長期節省成本、強化競爭優勢。

作者: Iris Schaper

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直流電網:從概念到現實

直流電技術正成為熱門話題, 但實際應用中如何運作?能帶來多大的節能潛力?又存在哪些挑戰,該如何克服?菲尼克斯電氣的專家 Tobias Lüke 將深入淺出地講解基礎原理,並透過具體案例分享實務經驗。

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