自己产电自己用!五年内走进你我生活的智慧家庭

绿色带路人的心底话

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  随著积体电路与无线通讯技术的快速发展,现在不仅人人随时透过手机连上网路互相交换讯息、搜寻资料或是完成工作,万物联网的环境与时代更是高速发展。家家户户Wi-Fi无线上网环境的普及,这一两年来,我们看到家庭电器厂商们更是积极在自己的产品中布署通讯晶片以及各式各样的感测器,来将自己的家电产品赋予新的功能,并与竞争者做出区隔,这些创新的家电产品都将为「智慧家庭」这个概念带来十倍速的快速变化。而亚马逊、谷歌和苹果公司等巨头在语音助理的开发更是推波助澜。

  我认为,智慧家庭产业的快速发展将完全颠覆现在的家庭能源产业的面貌,家庭将从电网的电力消费者的角色,摇身一变为电力的生产者──每个家庭将自己所发出的电力用剩的部分输出到电网。

家庭产电─从消费者变生产者

  欧盟订定2018年前所有公共建物及2020年前所有新建物,皆需达到净零耗能(注一)的标准;美国能源部也订出2030年前新的商业建筑需达到净零耗能,2040年前50%的商业建筑需达到净零耗能,并于2050年前达到全面净零耗能的目标。我也支持公部门从公共建物与商业建筑来推动相关所需的技术与产业发展,但是我认为「零耗能建筑」首先会在智慧家庭的领域中遍地开花,而且还不是仅止于「零耗能」的境界,这会是个「家家发电卖钱有收入」的生意。这是因为下列三个因素的交互影响:

1. 单一家庭的能源总需求量较小(相对于公共建物与商业建筑)

2. 家庭太阳能、风力发电系统与储能系统效能日益提升

3. 智慧家电的能源效率提升,不仅如此,家电连网智慧化后,透过工作排程,家庭电力的需求尖峰将能有效地降低,进一步让家庭在大部分的时间都能够自给自足,甚至产出电力回馈电网,电力的生产便有机会从集中走向分散,屋顶型的太阳能发电系统将会扮演将家庭从一个能源消费者转变成能源生产者的主角

进化中的太阳能

  我在2008年加入太阳能产业时,多晶矽的太阳能电池效率约在15%,当时德国有一篇报导指出,只要能在世界上找到6块边长和台湾长度一样的正方形,于其上铺满太阳能板,就能够满足地球每天所需要的电力。等我在2012年离开的时候,太阳能电池的效率已经改善到了17.5%,这2.5%的改善就刚好是原来的15%效率的六分之一,也就是说现在只需要5块边长和台湾长度一样的正方形就足够了。再加上太阳能逆变器小型化与连网化,屋顶型的太阳能发电系统与电网的协同运作与管理已经变成可行,不必忍受电力一旦送上电网到达使用端的可观耗损比率,所以屋顶型的太阳能发电系统已经变成了各国政府推广太阳能发电系统的首要选择。

  视野再拉大来看,随著电动汽车的技术愈来愈成熟,3-5年后我们就会看见电动汽车数量开始高速成长,使用了1-2年之后的电动汽车的电池,因为效率变差,最佳的再利用方法,就是转换到家庭中扮演电力储存的角色,和屋顶的太阳能发电系统共同工作,这就是Telsla最近所揭示的新产品PowerWall的定位与概念。

智慧家电的前景

  智慧家电因为其连网能力,不仅能提供居家更舒适的环境,更能够和家庭的电力发电系统管理中枢交换讯息,从而对居家的电力使用进行最佳化。我现在服务的台湾智慧服务公司所提供的智慧插座与电力延长线产品,已经提供手动的电力使用排程功能;而在未来只要随著家庭的电力发电系统管理中枢的出现,我们的智慧插座与电力延长线设备马上就可以与之协同运作,不仅杜绝家用电器的待机电力浪费,更能让家庭的电力发电系统把更多的电力存到电力发电系统的蓄电池或者送上电网赚钱去。同样的原理,智慧空调与各式连网化的智慧家电,甚至连网控制的电动卷门卷窗卷帘,也都能和电力发电系统管理中枢来共同运作,在舒适与能源消耗之间取得平衡点。

节能 从自身开始

  礼记大学篇的「修身、齐家、治国、平天下」一文,不仅对于个人修身、处世、立业具有深刻的启发作用,事实上这句话若用在能源的领域,也清楚描绘出了人类追求与地球共存所必要的顺序,人人从自身节能做起,次之达成家庭的零耗能,再进而完成国家的能源独立自主,然后协助别的国家,从而实现一个「能源平衡」的永续地球村。我投资这样的未来,你呢?

(注一) 净零耗能:一栋使用中的建筑物,如果它生产的能源,比每年使用的总能源还要多,此建筑成为净零耗能建筑(Net Zero Energy Building, NZEB)

智慧家庭

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