分項3-2:月討論






2022/5 月討論

  • 電動機車智慧綠能充換電站,應包含以下功能的實現。在硬體上,除基礎充電設施與停車位的規劃外,應包含網路通訊裝置,讓站點能作智能導向的即時資料監測與數據庫建置的資料源;在綠能導向上,包含再生能源整合與儲能裝置或電池,或與微電網的連結設計。在軟體與功能實現上,建立大數據系統,分析站點的電力供需狀況,在前端完成使用者使用介面的功能性,能即時掌握站點的可使用充換電位數或電池狀況;在後端,除了有完整與持續性的資料庫整合,更有完整的電力供需分析與智慧電力管理,有助於未來管理決策的改善與智慧化的電力管理循環。

    長期上,以上的系統包含充電樁、動態能源與智慧管理、再生能源、儲能系統、微電網,該系統除了能實現基本的充換電功能,亦可實現較佳的能源使用效率,達到節能減碳的效益。

    這樣的系統,需要長期的耕耘與努力,以下針對這些生態關鍵點與技術背景做說明。

    1. 廠商概況

    目前電動機車市占率最高的,就是Gogoro與其PBGN(Power By Gogoro Network)聯盟的成員,包含Aeon宏佳騰、Yamaha山葉、PGO比雅久以及準備推出的eReady台鈴,Gogoro與PBGN聯盟主要採用的是換電式,電池採租賃式,由Gogoro在全台各地廣設GoStation換電站,騎士只要發現快沒電時,前往換電站,將沒電的電池取出,放進換電站裡,換電站便會再提供可用的電池供騎士使用,換電速度只需要6秒即可完成,比起加油的速度更快,更是遠勝過充電式,目前全台已有1,716個GoStation電池交換站,讓Gogoro騎士不用擔心電池沒電的狀況。

    光陽的iONEX系統,採用充換電並行的方案。可選擇使用iONEX專用充電座,在家替自己的電動機車電池充電,強調在家充電,每天可滿電出門,強調以目前電池電力,已足夠一天所需。若是要前往較遠的地方,光陽則提供在光陽原廠授權店使用快速充電站,1小時即可充飽電並以手機App告知,每次收費10元。另外也與店家合作,透過合作的共用插座進行充電。也可透過iONEX能源站,進行電池交換。不同於Gogoro,光陽機車提供可租用第三顆電池的服務,將第三顆電池擺放在座墊下方的置物箱裡,能讓騎乘里程達到200公里(Money101,2020)。

    在Gogoro之前,中華的e-Moving早已進軍電動機車市場,剛開始先推出綠牌的輕型電動機車,採用電池不可拆,但隨車附贈外接充電器,以直接充電的方式使用。最新的iE125,仍提供在家充電的設計,但在多個地點設置快速充電及超級充電站,月租費為電池租賃的費用,但高月租則提供在外充電點數甚至不限充電時數。若是採用399元基礎型的月租費,不管使用哪一種充電站,都需自付充電費用。官方表示,因為電量80%之前的效率是最佳化的經濟模式,採用超級充電站及快速充電站,建議充電至80%即停止。

    中華汽車總經理陳昭文先生與睿能創意執行長陸學森先生2020年十一月宣佈啟動電動機車合作,2021年底eMOVING將推出使用GogoroNetwork智慧電池交換平臺服務的電動機車。未來,eMOVING將針對不同車型分別對應快充、便利家充與換電三大能源系統,相信更能完善多元能源策略理念(Emoving,2020)。

    2. 充換電站現況

    目前依台灣廠商發展策略來看,充換電兩種模式仍並行發展,相關站點數量、使用優缺點、建置條件等分析如圖


  • 3. 換電站概況及換電站設置相關

    換電站成本高昂,必須備有用戶數量兩倍數量的電池應付更換,一段時間後需要被汰換的電池數目將會非常大。鋰電池成本高(gogoro電池一組要價2萬元),電池衰退後容易對穩定性造成影響,汰換後的鋰電池廢棄處理所需開銷大。換電站的用電量比充電站高。

    換電站為何能在台灣發展? Gogoro在全台首先建立較完善的換電站網絡,讓民眾適應出門換電的習慣。台灣地狹人稠,前往下一個換電站距離較短。省下到家須自己充電的麻煩,電池沒電再前往換電站即可。

    可快速交換電池之設施包含:承載電池組之櫃體、充電設備、充電管理系統、交換管理系統。設施需符合相關規範:TES-0C-01-01電動機車固定式交流及直流傳導式供電系統-通則、TES-0C-03-01電動機車固定式交流及直流傳導式供電系統-電池交換系統。

    4. 充電站概況、充電站設置相關及交流充電設施

    直流充電設施:指設置DC充電插頭,得含充電管理系統,充電器需固定於充電設施內,充電設施亦得含交流(AC)充電插座。

    需符合相關規範:TES-0C-01-01電動機車固定式交流及直流傳導式供電系統-通則、TES-0D-01-01電動機車固定式交流及直流傳導式供電系統-直流供電系統介面、TES-0D-02-01電動機車固定式交流及直流傳導式供電系統-電動機車直流供電裝置與電動機車間充電控制用數位通訊。

    交流充電設施:設置AC充電插座,得含充電管理系統。需符合相關規範: TES-0C-01-01電動機車固定式交流及直流傳導式供電系統-通則。

    5. 電池技術

    電動車電池組成為Cell(電芯)、Module(模組)、Pack(電池組)。電動車電池的最基本單元是cell,由數個cell組成一個module,然後再由數個module組成一個pack(陳明勇,2010)

    電動車電池安全性注意事項,需對每顆鋰離子電池充放電監控,因為只要電池組內其中一顆電池異常,就有可能摧毀整個電池組。確保電池在使用上能夠保持在正常的工作溫度範圍內,增加電池的充放電效率與使用的安全性。使用高強度的外殼包覆電池材料與電路裝置保護電池組不受外力影響,又同時能兼顧到散熱的設計。BMS電池管理系統(Battery Management System),其機制為偵測電池組內每一顆電池內的溫度與電量,將資訊回饋給電腦,以達成行駛或是充電時的安全性(U-car,2016)

    6. 充換電站相關法規

    設置收費電動車充電樁是否屬電業法定義售電行為?中華民國一○七年一月十日能電字第10703000170號函,依據電業法規定,銷售電能係指售電業購買電能再透過電力網傳輸銷售予用戶,或再生能源發電業自行生產再生能源電能透過電力網或自設之線路傳輸銷售予用戶之行為。

    有關充電樁,係提供電動車充電服務之場所,除提供電能補充之服務外,尚需停車場所及相關附屬設施與人力方得提供完整服務,與其他服務業提供用電,如餐飲店提供顧客使用手提電腦用電、超商提供手機充電等服務相同,爰電動車充電樁之經營係屬服務業範疇,並非電業法定義之售電行為。

    7. 再生能源設施與FIT模式躉售

    若以微電網的形式規劃長遠的充換電站包含儲能系統,本部分的發電效益與FIT效益會有某些程度的競爭,未來需在該部分做區隔配套。以下介紹FIT微電網投資效益。

    台灣政府電力收購制度係採用FIT精神(Feed-inTariff),政府立法規範台電公司在一定期限內以固定費率保證收購再生能源電能,太陽光電的躉購費率由政府公佈,金額主要取決於當期光電設施的造價、安裝費用與維護成本進行評估。政府考量太陽光電成本下降速度,以及完工時間相較其他再生能源短等特性,躉購費率之適用以完工日為基準,使費率訂定更加貼近實際市場之價格。以補助之精神提供固定優惠費率,保障收購再生能源所生產之電力二十年。

    8. 離島補助

    自103年起,中央補助離島再生能源電能躉購費率,再生能源發電設備設置於離島地區,躉購費率加成15%。離島地區以海底電纜與臺灣本島電網聯結日起,電能躉購費率加成4%。

    109年度金門縣政府補助建築物設置屋頂型太陽光電發電系統。

    9. FIT歷年費率調查

    針對FIT歷年太陽能、風力發電費率統計,製圖如下。







2020/11 月討論

  • 電池規格再調查

    * Cell(電芯)、Module(模組)、Pack(電池組):
     1.電動車電池的最基本單元是cell,由數個 cell 組成一個 module,然後再由數個 module 組成一個 pack。

    * 常見的電動車電池:
     1.鉛酸電池:
       - 過去最常使用的電池。
       - 缺點:體積大、含鉛和硫酸( 電解液) 的廢電池若任意丟棄, 將嚴重汙染環境、壽命短、放電量不足及充電速度慢等。
     2.鋰電池:
       - 電動車較常使用。
       - 優點:能量密度高、放電電壓穩定、工作溫度範圍寬、自放電率低、儲存壽命長、無記憶效應及無公害。

    * 鋰電池內的正極材料差異:
     1.鈷酸鋰 :
       - 發展最早,市場也最成熟,多半被應用在數位產品、小家電等。
       - 近年鈷價大漲導致成本墊高許多,加上電池效能發展遇到瓶頸,因此逐漸被後兩者取代。
     2.磷酸鐵鋰 :
       - 特性是壽命長、安全性高、成本低廉。
       - 缺點是能量密度較低。
       - 目前磷酸鐵鋰多使用在對續航力較不要求的短程電動大巴、電動自行車等,部分使用在汽機車的啟動電瓶。
     3.三元材料 :
       - 特性與磷酸鐵鋰相反。壽命短,短磷酸鐵鋰約一半的使用期;安全性也沒有磷酸鐵鋰高;成本也高,較磷酸鐵鋰高約兩倍。
       - 優勢是能量密度高,高了磷酸鐵鋰一半以上。
       - 因此在要求續航力的平板手機等數位產品或是電動車等,市場都被三元材料主宰。

    * 電動車電池安全性注意事項:
     1.需對每顆鋰離子電池充放電監控,因為只要電池組內其中一顆電池異常,就有可能摧毀整個電池組。
     2.確保電池在使用上能夠保持在正常的工作溫度範圍內,增加電池的充放電效率與使用的安全性。
     3.使用高強度的外殼包覆電池材料與電路裝置保護電池組不受外力影響,又同時能兼顧到散熱的設計。
     4.BMS 電池管理系統(Battery Management System ):其機制為偵測電池組內每一顆電池內的溫度與電量,將資訊回饋給電腦,以達成行駛或是充電時的安全性。

  • 太陽能、風力FIT歷史價格彙整

  • 搭配FIT相關補助調查

    * 109年度中央補助離島再生能源電能躉購費率 (自103年起):
     1.再生能源發電設備設置於離島地區,躉購費率加成15%。離島地區以海底電纜與臺灣本島電網聯結日起,電能躉購費率加成4%。

    * 109年度金門縣政府補助建築物設置屋頂型太陽光電發電系統作業要點:
     1.應申請建造執照或雜項執照之太陽光電發電系統:
       - 設置總容量在十峰瓩以下者,每峰瓩補助新臺幣二萬元。
       - 設置總容量逾十峰瓩,且在二十峰瓩以下者,其十峰瓩以下部分依前目規定補助;逾十峰瓩部分,每峰瓩補助新臺幣一萬五千元。
       - 設置總容量逾二十峰瓩者,其二十峰瓩以下部分依前二目規定補助;逾二十峰瓩部分,每峰瓩補助新臺幣一萬二千元。
     2.免申請雜項執照之太陽光電發電系統:
       - 設置總容量在十峰瓩以下者,每峰瓩補助新臺幣一萬五千元
       - 設置總容量逾十峰瓩,且在二十峰瓩以下者,其十峰瓩以下部分依前目規定補助;逾十峰瓩部分,每峰瓩補助新臺幣一萬二千元。
       - 設置總容量逾二十峰瓩者,其二十峰瓩以下部分依前二目規定補助;逾二十峰瓩部分,每峰瓩補助新臺幣一萬元。
     3.每一申請案最高補助金額以新臺幣五十萬元為限,同一申請人有多案申請補助累積最高補助金額以新臺幣一百萬元為限。
     4.本府公告停止補助前之最後ㄧ申請案,其申請補助額度較賸餘預算多者,以賸餘預算補助之。

    * 換電站成本高昂:
     1.必須備有用戶數量兩倍數量的電池應付更換 。
     2.一段時間後需要被汰換的電池數目將會非常大 。
     3.鋰電池成本高(gogoro電池一組要價2萬元) 。
     4.電池衰退後容易對穩定性造成影響 。
     5.汰換後的鋰電池廢棄處理所需開銷大 。

  • 建站成本比較:







2020/10 月討論

  • 國內機車充電樁安裝條件限制或相關法規

    * 直流供電系統介面法規適用範圍:
     1.適用於給電動道路車輛充電的電動車直流供電設備 。
     2.最高額定電源電壓為交流電源 480V 或直流電源 600 V。
     3.最大輸出直流電壓為120V,最大輸出直流電流為100 A。
     4.所有 AC及 DC輸入與輸出間採用雙重或強化絕緣電擊防護時,在供電網路與電動機車或可再充式能量儲存系統間以傳導方式傳輸電力之設備 。
    * 設置收費電動車充電樁是否屬電業法定義售電行為?
     1.中華民國一○七年一月十日能電字第10703000170號函 。
     2.依據電業法規定,銷售電能係指售電業購買電能再透過電力網傳輸銷售予用戶,或再生能源發電業自行生產再生能源電能透過電力網或自設之線路傳輸銷售予用戶之行為。
     3.有關充電樁,係提供電動車充電服務之場所,除提供電能補充之服務外,尚需停車場所及相關附屬設施與人力方得提供完整服務,與其他服務業提供用電,如餐飲店提供顧客使用手提電腦用電、超商提供手機充電等服務相同,爰電動車充電樁之經營係屬服務業範疇,並非電業法定義之售電行為。 

  • 國內機車充電樁相關硬體規格

    電動機車的充電方式: :
     1.「情況 A」 利用電動機車上永久接附之電源端插頭 (含電纜線),能與交流(或直流) 供電設備端之插座連接耦合之供電方式 。
     2.「情況 B」 利用供電設備輸出端與電動機車之電壓轉換器單元(VCU)連結並藉由電纜線傳輸至電動機車端之連結方式。
     3.「情況 C」 10 利用供電端連接器 (例如:充電槍)與電動機車上永久接附之插座耦合,提供給電動機車交流或直流電源 。

  • 國內機車電池相關規格

  • 國內電動機車充電站設置與使用現況

    Yes!來電(裕電能源) :
     1.提供電動汽車與電動機車的充電解決方案 。
     2.在車主家中設充電樁,解決7成充電需求 。
     3.與商場異業合作設置充電車位,做到「停車=充電」 。
     4.App在充飽電時推播提醒,若車主2小時內沒來取車,系統會再次計時收「占位費」,藉此降低占用車位的機率。
     5.提供多規格的充電槍(特斯拉以外其他規格的直流電(快充)充電槍、交流電充電槍) 。

    機車

    汽車







2020/9 月討論

  • 國內汽車充電樁安裝條件限制

    1.成本過高: 金門最大電動機車業者冠城租車董事長許燕政表示,建置快充站最大的困難在於成本非常高
    2.台灣快充的規格多: 台灣快充的規格相當多,雖有政府開發之標準規格,但目前政府的態度傾向讓業者各自發展規格及換充電方式,導致快充站缺乏共通性讓方便性降低,不利長期發展。
    3.充電流量太吃重: 社區電量難升級:目前每臺專用充電樁,約需32到72A的電流,但一般家戶電流容量只有75A。同樣的,設置充電車位的社區(而且通常不只一座),也會面臨電流容量上限問題,只是跳電問題從自家單戶變成社區承擔。
    4.充電車位未專用化: 非需求者短長期占用或需求者充滿後未及時離開而占用。
    5.充電速度過慢: 為了安全考量不能讓電流量過大,否則當一個充電站幾台充電樁同時使用,勢必會對電網造成極大的壓力,有可能會因為電路過熱而引發火災。







2020/8 月討論

  • 充電站設置的國內外環境、法規及電力結構等資料蒐集

  • 八月份行動方案規劃:
    完成金門設置及發展智慧綠能充電站之條件與限制草稿