儲能系統原理介紹：4大優勢掌握好，搭配綠電實現減碳目標！

你知道「儲能系統」也能促進再生能源發展嗎？在臺灣，用電大戶可以透過建置再生能源發電設施、購買綠電、繳納代金，或者安裝儲能設備來履行再生能源義務。相較安裝或採購綠電提升企業使用綠電比例，使用儲能系統更能替企業實現減碳目標。如果你對於儲能系統原理還不了解的話，不妨就讓我們一起從本文了解儲能系統在再生能源發展中的關鍵角色，並探討其應用與未來發展趨勢吧！

儲能系統是什麼？原理定義介紹

儲能系統（Energy Storage System, ESS），就類似大型的行動電源系統，是可以儲存多餘的電力，並在電力需求增加時重新釋放。由於再生能源具有間歇性和不穩定性，故當發電量大於用電量時，儲能系統便能夠有效儲存電力。當需求量提升時放電，削峰填谷，就能實現電能的彈性調配，提高再生能源的利用率。

除此之外，再生能源充放電時，還會對電網造成頻率跟電壓的波動。儲能系統能有效地以每分鐘，甚至以每秒的速度，穩定電網因波動性太大，所導致的停電或跳電問題。故若天災或突發事故導致停電，儲能系統也能做為備用電源，提供即時電力支援，讓重要機構如：醫院、數據中心或工廠等，都能獲得即時救援。

儲能系統搭配綠電，實現減碳目標！

在全球減碳趨勢下，儲能系統搭配綠電應用，能有效提升能源效率，更能進一步實現以下的3大減碳目標：

• 降低高碳排能源使用率

傳統能源系統在極端氣候或用電高峰時，容易出現供應不足，進而被迫啟用高碳排放的應急電力，如：燃煤或柴油發電。然而，儲能系統搭配綠電提供了完全不同的解決方案，不僅能將再生能源的波動性轉化為穩定輸出，還能應對突發情境中的能源需求。若沒有儲能系統，再生能源發出的綠電，將會因為無法即時使用而被浪費掉。

• 突破傳統電網範圍限制

儲能系統與綠電的結合，重新定義了能源的分配方式。還打破傳統電網集中式供應的限制，並實現能源的本地化生產與共享。在具有儲能系統的情況下，每一個設有屋頂太陽能板的家庭或風能設施的農場，都可以成為一個微型發電站。且儲能設備還能協助這些小型能源單位，不僅能滿足自身需求，還能透過智慧電網將多餘的綠電供應給鄰近的用戶，擴大綠電使用範圍。

• 提升電動車綠電使用

隨著電動車的普及，將儲能與充電樁結合，還可促進分散式能源網絡的發展。儲能系統在充電樁中可扮演調節角色，將綠電在產能高峰期儲存起來，並在電動車集中充電的時間點釋放，確保充電過程使用的是100%的再生能源，以達到更全面的減碳成果。

儲能系統常見3大方式看這邊！

目前全球儲能市場可大致分成3種類別：電化學儲能、電磁儲能和物理儲能，其中應用最多的是「電化學儲能」的鋰電池，其分別說明如下：

▶ 電化學儲能

電化學儲能，主要是透過電池內的化學反應來儲存與釋放電能，常見技術包括：鋰離子電池、鉛酸電池、液流電池等。

• 鋰離子電池：受益於電動車的發展，高度商業化且供應鏈成熟，被廣泛應用於電動車、儲能系統與消費電子產品
• 鉛酸電池：技術成熟且成本較低，多用於不斷電系統（UPS）和低成本工業備用電源
• 液流電池：適合長時間大規模儲能，壽命長且安全性高，適合用於電網級儲能與再生能源配套應用

▶ 電磁儲能

電磁儲能，其主要技術包括：超導儲能與超級電容。這類儲能技術的優勢在於反應速度極快、效率高，可應用於電網頻率調節與瞬時大功率供電場景。但受限於儲能容量小，主要適合短時間供電需求。

▶ 物理儲能

物理儲能，則是透過機械能或位能儲存電能，例如：抽水蓄能、壓縮空氣儲能與飛輪儲能。

• 抽水蓄能：利用水位高低差帶動發電機發電，技術成熟且儲能容量大，是目前全球最廣泛使用的電網級儲能技術
• 壓縮空氣儲能：利用壓縮空氣儲存和釋放能量，產生電能，可大規模且長時間應用，但易受到地形限制
• 飛輪儲能：利用飛輪的動能儲存能量，充放電速度快且壽命長，適合短時間供電需求，如：資料中心或瞬間供電穩定系統

這3大儲能方式各具優勢，可根據不同的場景與需求靈活選擇，支援再生能源的穩定發展與電網供需平衡。

種類	電化學儲能				電磁儲能		物理儲能
	鉛酸電池	液流電池	鈉流電池	鋰電池	超導	超級電容	抽蓄水力	壓縮空氣	飛輪
優點	技術成熟，成本低	壽命長、安全	適合大規模、長時間供電	應用廣泛，產業鏈完整	反應速度快	反應速度快	合適大規模儲能，技術成熟	可長時間儲存大量能量	壽命長，無汙染
缺點	壽命短，環保問題	能量密度低	需高溫運作	不耐過放與過充，高低溫適用有危險	需低溫運行，成本高	成本高	受地理條件限制	受地理條件限制	成本高
轉換效率	70~80%	65~75%	75~85%	85~98%	>95%	90~95%	75~85%	40~70%	85~95%
充放電時長	4~8小時	4~10小時	6~8小時	1~4小時	1~8秒	1~8秒	4~10小時	1~20小時	1秒~30分鐘
常見應用	備用電源、UPS系統、全黑啟動	備用電源、平滑再生能源功率波動	調頻、電壓控制、備用電源、平滑電網波動	調頻、電壓控制、備用電源、平滑電網波動	輸配電穩定、抑制震盪	調頻、電壓控制	調峰、日負載調節、頻率控制、系統備用	調峰/調頻、系統備用、平滑可再生能源功率波動	調峰、頻率控制、電壓控制、UPS系統

使用儲能系統有哪些好處？

1. 提升再生能源效率與電網穩定性

再生能源的發展，往往面臨間歇性與不穩定性的挑戰，如：太陽能只能在白天發電、風能依賴風速變化。而儲能系統能夠實現電力的削峰填谷，將需求低時所產生的過剩電力儲存，並在需求高峰時釋放使用。此外，儲能系統也能提供即時反應的調頻服務，平衡電網頻率，減少因再生能源充放電引起的電網波動，並大幅提升再生能源利用效率，有效降低電網不穩定之風險。

2. 減少再生能源浪費

儲能系統能有效儲存、釋放再生能源產生的電力，當再生能源無法發電期間，儲能系統便能釋放電力，減少對化石燃料發電的依賴，進一步降低「碳排放」。舉例來說，太陽能在白天生產的電力，可先透過儲能系統儲存，於夜間或陰天放電，有效降低發電量與用電量不平衡時造成的電力浪費；除此之外，也能降低傳統發電方式所帶來的碳排放，有助於實現全球氣候目標。

3. 降低能源成本與提升用戶自主性

透過調整儲能系統運作時段，用戶可在電價較低時儲存電力，在高電價時段放電使用，以降低電費支出，實現經濟效益最大化。另外，傳統的能源系統高度依賴集中式發電，而儲能技術的引入，促使能源分配更加靈活。尤其在電網故障或極端天氣下，不僅能提升用戶能源自主性、減少對外部能源供應的依賴，若與偏遠地區的微電網結合，更能進一步實現能源自主供應。

4. 增強能源系統的彈性與應急能力

在緊急情況下，能源供給的停擺，將可能造成潛在的風險，例如：地震、颱風等氣候因素導致停電，造成工廠運作中斷或醫院停電的困境。此時，儲能系統快速啟動與即時供電的特性，便可在傳統電力設施修復的期間，迅速恢復基本供電能力。這不僅能縮短停電時間，還能避免因電力中斷，導致的經濟損失或生命危險。

儲能系統該如何選擇？依據場景 挑選重點

在不同使用場景下選擇儲能系統，需要根據需求的特性、應用環境、儲能技術的優勢與成本進行綜合評估：

◎ 家用儲能系統

家用儲能主要為日常自用、節能備電，以及應對短期停電，經常搭配太陽能系統使用，易於家用能源管理系統整合。儲能容量能根據家庭的日常用電量，與太陽能搭配的儲電量決定，通常落在5～15kWh之間。

◎ 商用與工業儲能系統

商用與工業儲能系統，側重於經濟效益、電力穩定及削減用電尖峰需求。並以降低需量電費與尖峰負荷，同時確保在電網波動或停電時不中斷運行，進一步提升企業運營效率。儲能容量可根據企業的用電量、用電時段及場域大小決定，容量橫跨數百kWh至數MWh。

◎ 電網型儲能系統

電網型儲能，主要是應對再生能源間歇性發電問題，促進再生能源整合。需具備快速響應能力，以調節電網頻率與電壓。當災害或突發事故發生時，提供臨時電力，即時調頻，支援電網快速恢復運行，改善電網穩定性。儲能容量，可根據電網削峰填谷及應對大規模再生能源併網的需求，規模可達GWh級。

儲能系統未來發展趨勢

儲能技術的核心價值，就在於「時間調節」的角色，讓綠電能靈活應對不同行為模式的能源需求。這樣一來，不僅能撮合早晚用電高峰與發電的供應高峰錯位，也能減少對傳統高排放發電的依賴。

再加上儲能系統即時響應特性，能緩解用電激增對電網的壓力，不僅提升電網穩定性，也讓儲能與綠電間的使用，共同驅動減碳進程，更有效降低碳排放，讓綠電的潛力得以更充分發揮。想知道更多有關於如何幫助企業達到更多的減碳目標，也可以到星星專欄參考相關文章喔！