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從工研院結合產學研合作,看台灣建築節能、儲能、創能之發展趨勢

▲工研院產業服務中心創新生態建構組業務總監張肇顯以台南沙崙綠能科技示範場域說明台灣建築能源發展趨勢。(圖片提供/CSRone)

▲工研院產業服務中心創新生態建構組業務總監張肇顯以台南沙崙綠能科技示範場域說明台灣建築能源發展趨勢。(圖片提供/CSRone)

為落實「台灣2050淨零排放路徑及策略總說明」中,針對全台灣100%新建築物,以及超過85%既有建築物為近零碳建築的策略方向,六個直轄市也紛紛提出「淨零行動白皮書」、「城市淨零路徑圖」、「淨零排放管理自治條例」等政策及法規來因應。

由CSRone與台灣綠領協會主辦、SSDC澄毓綠建築設計協辦的「2022亞洲低碳建築論壇」,邀請工研院產業服務中心創新生態建構組業務總監張肇顯就「台灣建築的節能、儲能、創能之發展趨勢」,做更深入的探討。

以建築三階段X三面向跨域整合

張肇顯表示,台灣電力排碳係數-即電力生產過程中,每單位發電量所產生之二氧化碳排放量-高於美國以及鄰近的日本以及韓國,顯示台灣企業的碳成本相對偏高,尤其是建築部門的能耗排碳比例也相對較高。

因此面對未來台灣淨零建築政策施行,他建議「從節電開始,導入再生能源」比較符合實際情況,而且可以從設計、運營及再生能源三階段減碳著手,結合再生能源、建築能效、家電能效,以跨域整合方式來達到建築節能之效。

例如在建築設計方面,可運用遮陽、斷熱、保溫等物理性建築體設計手法,搭配隔熱建材及換氣設備,盡可能降低建築使用時能耗,利用日照、通風、地下恆溫水等維持穩定溫濕度及良好空氣品質。並運用智慧控制主動關閉或降低非作業中的設備,如電梯、公共空間照明等以節能;同時運用數位電表紀錄與分析,整合AIoT技術與人工智慧選擇最佳運轉模式。並在建造時,就導入低碳工法技術等等。

另外,還有替換擁有高效率、高回收的綠色標章之家用設備,例如:變頻冷氣、冰箱、LED 燈管、熱泵式加熱設備等。最後才是導入再生能源設備,如太陽能板、小型風力設備、儲能設備、氫能設備與充電樁。

綠能生活體驗社區打造零耗能示範區

張肇顯舉出榮獲2022年全球卓越建築獎產業建築類金獎的沙崙綠能科技示範場域為例,園區內所建構的綠能生活體驗社區,光民宅每日平均耗能量約15~20度電,但平均每日創能則有20~25度電(不計電動車充電),同時運用再生能源優先供電並儲能,如太陽能、儲能及市電之供/充電系統配置3台5KW太陽能板、12度電池、逆變器、電盤及配線施工等,可節省市電使用80%。另外,運用太陽能熱水熱泵系統,以四口之家每天使用55°C熱水200公升,夏季平均每天耗電低於2度,非夏季每天耗電低於3.5度,比即熱型電熱水器節電65%,還可以提供每天大於0.7度的發電量。

「園區最值得一提的是亞熱帶綠能建築技術研發測試平台SPINLab及能源管理中心。」張肇顯表示,前者位在C棟,前者位於E棟展示廳旁,為亞熱帶首座熱節能建築測試驗證平台,全球僅美國LBNL國家實驗室及新加坡BCA建設局有類似測試設施。其特色是可360度旋轉旋轉至特定方位,或執行追日模式,可測試技術或產品在不同建築座向與太陽方位之性能。另外,也可客製真實使用情境,包含側牆、正面玻璃立面、天窗、內隔間牆、天花板、高架地板等,並可同時同地執行不同條件的對照測試。可廣泛應用在結合環境感測、環境品質監控與節能最佳化控制,以進行建築工法、材料、空調、照明、室內空氣品質、通風、採光、遮陽、隔熱、控制管理等的研究與產品現地測試驗證。

而位在D棟的能源管理中心則是結合太陽光電、燃料電池、儲能系統、建築能源管理等所建置配電模擬試驗平台,提供各類電網設備測試以及電網改善、調度管理策略等建議,以協助解決大量再生能源導入的電網瓶頸。以目前規劃設置容量合計:1041 kW,包含由鋼構與太陽能板所組成的場域地標—太陽能樹可產出46.8 kW。

另外,還有貨櫃型可移動式醇氫燃料電池綠能充電站、外轉子永磁無刷馬達吊扇、CO2捕獲及再利用轉化為固碳化學品、人工智慧物聯網能源管理系統等等,「預計2025年還有台灣首座氫能發展平台建構完成,將成為完整呈現氫能生產、運輸、儲存、利用之示範驗證園區。」張肇顯說。

 

測試圖片

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