何為「無光無風期」？ 以及如何因應？
無光無風期：沒有陽光，沒有風
對於「無光無風期」，目前尚無真正全面且統一的定義。但顧名思義，「無光無風期」係較長一段時間，無風且無陽光。也就是無光與無風的結合。
這意味著，太陽能電池板和風力發電機組 (WTG) 都無法實現再生能源系統的供電輸出。因此，無光無風期會導致供電量明顯下滑。對於一個旨在利用再生能源持續滿足能源需求的社會，由此帶來了一定的挑戰。
無光無風期多久出現一次，又會持續多久？
在冬季，電力供需不平衡的情況可能尤為明顯。這幾個月寒冷、陰暗，光是額外的供暖和照明就會消耗大量的能源。同時，白晝的時間也更短。因此，日照的時間也在縮短。如果再加上微弱的風力，德國聯邦環境署就會將之稱為「寒冷的無光無風期」。
有趣的是，依據環保署提供的資訊，這些「寒冷的無光無風期」都是出現在明確的時間段內。出現頻率最高的時間，是 1 月 23 日至 2 月 6 日這兩週。這一結果來源於 2006 年至 2016 年進行的測量，在這一段時間內，會啟用傳統發電廠來滿足增加的能源需求。據德國廣播電台報道，總部位於科隆的科學媒體中心 (Science Media Centre) 稱，2015 年至 2020 年間，冬季發生了三次長時間停電。
為何儲能系統對於因應無光無風期如此重要？
電池和蓄電池是廣為人知的儲能形式之一。不過，還有其他儲存電能的方法。所有形式的儲存都基於這樣一種原理，即透過轉換某種形式的能量，使其變為「可儲存」，以便在不同的時間加以利用。例如將不穩定的電能轉化為化學能。
眾所周知的相關示例有各種形式的電池，以及 Power-to-X 涉及的廣泛領域，其採用的是電化學電解法，將水電解為氫氣和氧氣。儲能系統還可利用位能和動能作為工作原理，例如抽水蓄能電站、壓縮空氣儲能或旋轉飛輪儲能等形式。在以電力為基礎的熱能轉換過程中，冰蓄冷系統等熱能單元也越來越重要。
電池在因應無光無風期有哪些作用？
如果將風力發電廠與工業電池儲能系統相結合，系統將獲得功能性助推器，以因應無光無風期。在這種情況下，當有風並且風力發電量超過需求時，儲能系統就會將風力發電後剩餘的能量儲存起來。
如果又出現無風時期，則可從儲能系統供電。因此，電池可以起到緩衝作用，對電網穩定性非常重要，包括在無光無風期。這種結構對於不符合國家補貼標準的老舊風力發電廠尤為重要。同樣的工作原理也適用於與光伏發電系統的組合。如果光伏發電量超過需求，就會被儲存起來。如果天空的雲層較厚，儲能系統就會有針對性地向電網供電。
無光無風期與負載管理有何共同之處？
用於限制無光無風期對供電安全影響的技術方案，與目前關於樓宇管理和工廠自動化中負載管理、峰值負載管理或削峰的方案類似。
峰值負載成本高昂，會給電網帶來壓力。藉由儲能系統，可平抑用電高峰，也就是消除電力需求的尖峰。「削峰」這一概念正是由此而來。因此，儲能系統是實現電網平衡的好方法。如果透過部門耦合來協調發電和用電，整個過程就會更加有效。
在全電力社會，部門耦合在無光無風期能起到哪些作用？
藉由部門耦合，例如在能源和資料技術方面將樓宇、生產設施、儲存系統和光伏發電系統相互連接起來，能夠實現有效的能源網路。透過這種方式，就可在智慧微電網內轉移能量流。
用電設備與產能系統之間的緊密連接，確保了能源平衡。整個系統類似於自平衡系統。此外，部門耦合還為控制整個系統提供了途徑，因為系統中有許多交叉連接和相互依賴之處。部門耦合是為全電力社會開闢道路的關鍵，也是因應無光無風期的有效補救措施。
案例總結
無光無風期是自然現象，因此無法避免。研究表明，在一年中，很少出現長時間既沒有太陽也沒有風的情況。然而，透過智慧部門耦合、數位化的資訊獲取方式，尤其是儲能系統的使用，可以有效地因應無光無風期所帶來的影響，並且可以利用當今已有的標準技術。
