第二章 文獻回顧
2.7 節能方法探討
2.7.1 節能方法介紹-電力
【經濟部能源局編印，政府機關學校耗能指標指導手冊 p40~44】
2.7.1.1 契約容量訂定與抑低尖峰需量 (1)契約容量的檢討與電費支出﹕
契約容量的訂定是以全年所繳的基本電費及超約罰款之總和最低為合 理值，因此在夏季尖峰用電需量超約用電 4 個月份被罰一些款；但非尖峰 季節月份尖峰需量略低於契約容量，節省基本電費比較符合經濟原則。理 想的契約容量訂定應參考預估全年用電， 可洽：中技社節能技術發展中心網站 (www.ctciectdc.org.tw)。
(2)裝置需量控制器抑低尖峰需量﹕
裝設尖峰需量控制器，暫時性或間歇性卸下部份負載，降低尖峰需量，
以減少超約用電之罰款。一般而言，可短暫停機之負載諸如：多台式冰水 主機、箱型機、停車場抽排風扇等。
2.7.1.2 供電電壓調整
一般供電電壓以額定電壓供電產生之效率為最佳，但若在緊急供電或原設計 欲度過多時，可降壓運轉節約能源。冷凍冷藏及空調機器的馬達壓縮機容易因電 壓偏低，而造成故障與燒毀；一般電熱與照明及插座若稍微降低 5 至 10 %的電 壓使用，效能上會稍微降低(電熱較不熱及亮度稍低)，但卻可以延長設備壽命並 降低電費。因此若實地量測照明迴路，當電壓較額定電壓偏高 5%時，可選擇在 電壓偏高之照明迴路加裝電壓調整器，來調整電壓，但不宜供電給冷凍冷藏設備 及冷氣機迴路，以免因電壓降低太多，反而造成馬達故障。
2.7.1.3 功因調整改善
電力做功可分成作用在電阻性負載之有效電力（KW），與電感性負載之無效 電力(KVAR）兩部份，兩種電力的向量相互成為 90°角，其合成的向量和即為視 在功率（KVA）。有效電流與外加電壓之積為有效電力(kW)，無效電流與外加電壓 之積為無效電力(kVAR)，而總電流與外加電壓之積為視在電力(kVA) 。當外加電 壓不變時,由電流的相量關係可得公式為(VI)²=(VI*cosθ)²+( VI*sinθ)²。
見圖 2-7-1:
總電流(I) = kVA = ²
無效電流(kVR) = 總電流(I) * Sinθ = kVA* sinθ
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有效電流(kW) = 總電流(I) * Cosθ = kVA* cosθ
所以,功率因數(PF) 的定義為有效電流對總電流之比率、或有效電力對視在 電力之比率,即
功率因數 =
θ = θ
=
=
cosθ 圖 2-7-1、公式說明圖【98年8月，財團法人圕膠技術發展中心品質環境安全部，照明及電力系統節能技術實務介紹，
林龍杰】
依台灣電力公司的功率因數管理辦法規定：裝置契約容量在 20kW 以上及需 量契約容量在 30kW 以上用戶，每月用電之帄均功率因數不及百分之八十時，每 低百分之一，該月電費應增加千分之三；超過百分之八十時，每超過百分之一，
該月電費應減少千分之一·五。因此加裝電容器組以手動或自動控制操作，功率 因數調整至 100%，可享有電費最大功因折扣。
一般而言，功率因數越高而趨近於 1.0(100%)，電流越小，壓降也越小，而 用電設備能運作在額定電壓範圍內，運轉效率最高。功率因數偏低(80 %以下) 時，容易造成導線處於過載及因壓降太大，使得馬達處於低電壓運轉，容易造成 馬達燒毀。但若因使用電容器改善功因後，於輕載時，卻未使用自動設備切離電 容器組，將會造成功因超前，而使得負載端的電壓偏高到比電源電壓更高，而容 易造成電熱類設備更熱而燒毀。而照明類設備也會因電壓偏高，使得燈具安定器 及線路過載，而引起電線走火，通常夜間的工廠火災大都是因電容器未自動切離 造成，店舖廣告招牌燈的火災則大都是功率因數偏低所造成。
(1)有效的改善功率因數方法
(Ⅰ)不要使功率因數超前，此舉會造成低壓側電壓升高，造成電器較易 損壞。
(Ⅱ)至於電容器最佳的裝設位置應在電感性負載設備的控制負載側，隨負 戴之使用而投入或切離。
(Ⅲ)低壓電容器選用時，應注意額定電壓頇大於實際使用電壓。
(Ⅳ)確認電容器裝設位置及合理的電容器容量，以避免投資浪費。
(2)電容器裝置分組及控制
任何改善功率因數的裝置，都是抵減無效電力，但若因使用電容器改善 功因後，於輕負載時卻未切離部份電容器組，使供給電容量超過時，又會 形成部份電容性的無效電流，引起功因超前之無效電力損失。
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如何才能達到最佳效益，當依用電負載之連續性與非連續性程度等不同需求 的特性，將所欲裝置的電容器加以周詳設計分組，並運用各種有效控制方式，使 能適時適量供給各用電設備所需之無效電力，為考慮投資成本及管理上的方便，
一般電容器裝置分組情形如表 2-7-1 所示。
表 2-7-1、一般電容器裝置分組情形
用電設備運轉特性 電容器可分組數
全部連續運轉型 裝置固定型電容器一組
部份連續運轉，部份為半連續運 裝置固定型一組，可切型一組 非連續運轉型 裝置固定型一組，可切型一組至三組
以功率因數調整控制方式說，理論上應以本身自動功率因數表依設定功率因 數自動計算投入電容器之組數，但事實上受限於每季用電設備運轉特性之不同，
以及每組電容器裝置容量大小之限制，無法使自動功率因數表上所設定功率因數 值，與實際受控值之誤差範圍保持最小。因此，為了減少誤差範圍，必頇將負載 變動率較高之空調盤配合夏季和非夏季，以手動方式增減投入電容器之組數，致 使總功率因數維持至 95~99%。
(3)依用電特性可能採用的控制
依用電設備之特性及狀況可能採用的控制方式，如表 2-7-2 所示。
表 2-7-2、依用電特性可能採用的控制方式
控制方式 用電特性
電腦全自動控制 用電需量較大，負載變動大，且各時段機器設備「開機 率」都不同。
時間控制 每日定時變更需量（營業時間固定）、每週固定天數（休 假日固定）。
手動控制 24 小時用電量差異不大，僅夏季和非夏季差異較大，
或是偶爾需量變化較大時，方便手動式操作。
(4)一般電器之概略功率因數值
一般電器之概略功率因數值可由下表 2-7-3 查得，用以估算需裝設之 電容器量。
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表 2-7-3、功率因數三角函數對照表
【台灣綠色生產力基金會-節能服務網，低壓功率調整技術探討表三、功率因數三角函數對照表，
裕昌機電工廠股份有限公司許錦田(http://www.ecct.org.tw/print/42-5-1.htm#e6)】
(Sodium-Vapor lamp)
未附電容器者 70
60 2.7.1.4 其它電力系統改善措施
(1) 建立能源使用量及電費付費檔案，做為能源管理的依據。
(2) 依據全年用電最高需量實況，每年檢討合理契約容量(或申請免費諮詢)，以 減少基本電費及超約附加費支出。
(3) 裝設遠端電力監控系統，以積極手段輪流停用部分設備，控制最高需量不超 過契約容量，避免超約用電(附加費)，進一步節省電費。
(4) 裝設低壓進相電容器，將功率因數調高為 99-100％。
(5) 選用高效率的電器設備(變壓器、馬達等)。
(6) 將變壓器二次測電壓和電器額定電壓做適度協調，以維持電動機和照明器具 都能在高效率運轉，延長設備使用壽命。
(7) 各大樓裝設獨立電錶，訂定明確節能目標，專人負責管理，有效節約用電。
(8) 夏季正是台電電力供應最吃緊時期，可以向台電申請可停電力(同意台電於 電力不足時，減少供電)，台電給予電價優惠回饋，雖有可能造成用電之不 方便，但可以節省電費支出。
(9) 地下停車場通風換氣設備，應採用一氧化碳控制器或定時器，控制循環換氣 次數，減少耗能。
能源管理系統重點技術推動主要為電力監測管理，如下﹕
(10) 建築物之動力、照明及空調及空調設備，應設有電力監測系統或電子式多 功能電錶，可顯示三相 V、A、功率因數、KW、KVAR、累計用電等等資訊，
以計算空調設備之用電量，並將相關數據經由網路，載入中央監控系統，
精確紀錄各系統用電量，以作為日後改善用電效能之依據。
(11)設備系統中央監控管理。
(12)確實執行維護保養。
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2700~6500 60~95 T8 80~95 8~15
62 (2)安定器/電源轉換器：
安定器可以區分為傳統電磁式及電子式安定器，傳統電磁式安定器效 率低、笨重，耗能相較於電子式安定器而言高，且不適用於 T5 螢光燈管，
已逐漸被淘汰。電子式安定器除了效率提高 10%~15%外，搭配適當的燈管更 能提昇燈管效能、延長燈管壽命，還可具有保護裝置、功因修正、可調光 等功能設計。
(3)燈具:
燈具的目的即在於有效控制光線的放散，同時還具有保護、支撐光源 之用途，控制配光是其中最重要的部分，控制因數包含照明率、配光曲線、
燈具效率、眩光等。所謂照明器具之照明率是指到達作業面之光束對光源 輸出光束之比例；配光曲線是以燈具中心水帄面為基準，測得各方向光度 大小後，繪之於圖；照明器具之燈具效率是指光源發出之全光束對燈具反 射出光源之全光束之比例；眩光則為輝度較高之光源、燈具或窗戶燈部位 造成，通常以視線為中心，向上下左右各繪一條 30 度線，由這些線所圍成 的錐形體範圍內，若有刺眼的光源存在則會使眼盠產生不舒服的感覺，造 成眼盠對於物品辨識能力的下降，前者稱之為不舒適眩光，後者則稱為減 能眩光。眩光又可分為直接眩光、反射眩光兩種，直接眩光是來自光源或 窗戶外光線，反射眩光則是來自工作桌面。
(4)照明管理系統：
照明管理系統是利用自動化的方式控制照明相關設備，以提供適切的 照明環境。透過照明管理系統，可以達成許多用人工操作不易達成的工作，
進一步提升效率到人工控制所不易到達的目標。因此，裝設照明管理系統，
透過時程管理設定、控制模式選擇、群組控制等功能，以更積極的方式來 管理照明設備，可達成更大的整體效率提升。
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近來政府積極推動節能標章，自發性申請節能標章，目前照明產品中有螢光燈管 及省電燈泡已經推行，節能標章基準表示效率為一般產品帄均的前 15~30%，室
近來政府積極推動節能標章，自發性申請節能標章，目前照明產品中有螢光燈管 及省電燈泡已經推行，節能標章基準表示效率為一般產品帄均的前 15~30%，室