Smart Grid

一、展示緣起：

現在是 21 世紀，是個科技發達但對能源需求日益增加的世代，而溫室氣體 得排放也使得地球平均溫度不斷上升，若在本世紀均溫上升從攝氏一度升溫到攝 氏三度的臨界點，直到升溫六度導致包括人類在內的生物大滅絕，很難想像人類 活動就是造成這些浩劫的元凶。既然我們已經使這個星球岌岌可危，如果再不立 即採取行動遏止溫室氣體的排放，勢將無可挽回地失去它。

圖 12.14 二氧化碳濃度指標

下圖是 2012 年及 2050 發電燃料型式的使用比較圖，如果全球在能源使 用毫無改進，仍然用現有方式使用大量的煤和天然氣等化石燃料(fossil fuel)，

將導致本世紀結束前地球溫升達到攝氏 6 度的嚴重後果。然而若縮小化石燃 料的使用量到現有的一半，逐步排除煤炭及石油之發電而大量增加低碳能源

（包括：核能、水力、風能、太陽能及其他再生能源）之比例到 7 成以上，

才能有效抑制地球的溫升在攝氏 2 度以內。

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圖 12.15 2012 年及 2050 發電燃料型式的使用比較圖 二、展示目的：

簡單來說物聯網智慧電網能讓原本單向的訊息傳送變成雙向，電力公司 不再只能送電及收電費，能從消費者身上取得重要回饋，可以控制用電並使 得能源的使用更有效率，並達到節能減碳的目的！

智慧電網的重要性及發展性是非常有潛力的，智能電網概念可以被定義 為下一代電網，它利用先進的控制和通信技術，以優化能量產生、分配和消 耗。智能電網可以使用各種工具，例如先進的儀表，雙向通信和智能控制的 設備提高系統的效率。此外，由於這些系統的種種優點，智能電網起到減少 溫室氣體排放支點的作用！

智能電網系統基本上可以分為三個主要部分，分別為產生、分配和消費，

如下：

（一）發電：電力能通過使用各種可再生和不可再生資源抑或綠熱能源（如 使用煤，氣，風廠，核電站，水電站，太陽能電站等火電廠）的方式由發電 廠產生的，發電機根據根據消費者需求及有限的資源來生產電力。

（二）配電：電動分配系統的網絡將電力從電力產生器傳遞給消費者。配電 通過配電站和輸電線路完成。該電力應該在電力傳輸的過程時候損耗最小。

某部分電力逐漸流失是因為傳輸線產生的熱。

（三）電力消耗：電力消耗會因不同區塊的消費者（例如，家用，工業和政 府機關）而有所不同。因此，必須確定電力的需求，使得電力供給及分配可

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以最佳執行。為了實現這一目標，智能電錶裝置可以快速、準確地收集電力 消耗的數據。

（四）智能電錶：智能電錶是一個電錶，它從家裡的家電收集消耗數據。家 電和智能電錶共同建立一個家域網（HAN）,並能監控家中用電狀況。

（五）集中器：一個集中器，作為數據的有效轉發器的設備。集中器收集來 自位於在家庭中的特定區域智慧儀表的消耗數據和存儲在其緩衝器中的數據 分組。M2M 的網關集中器從緩衝器回收頭列分組，並將其發送到黑廣域網基 站。

（六）廣域網（WAN）基站：廣域網基站從集中累積數據，然後轉發這些數 據包到控制中心徹底的黑長途有線網絡傳輸到控制中心。廣域網站分配帶寬 度給每個集中器。

（七）控制中心：控制中心從 WAN 基站接收存儲數據後，處理這些數據來估 計電力的需求，來優化發電和配電。

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三、展示特色及故事主軸：

特色端運用實際的小型配電模型展示，實際設計完整的發電、供電、配電、

智能電表以及 APP 展示：

圖 12.16 小型配電模型展示

故事的主軸以參觀人為第一視角，讓他們體驗智能電網所帶來的便利生活，

而故事要以 2025 年未來人們一天中的生活為架構，讓他們了解用電可以多麼的 有效率，也會讓他們體驗到生活在智能的環境中是有多麽的方便以及帶來 無窮的快樂！

情境流程圖：

圖 12.17 智能電網情境流程圖 供電展

示

智慧配 電

用電消 耗 智能電

表 控制中

心 消費者

回饋

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供電來源展示－智慧配電－用電消耗圖示化－智能電表-控制中心－消費者回饋 展示模式已影片為主，因為智慧電網並不像智慧居家能輕易地藉由互動式體 驗，使得觀眾了解電網的運作，所以將用影片呈現如何供電配電，另外就是運用 展示的模型電網，顯現電的配送以及反饋的回收與分析！

四、展示目標觀眾設定：

觀眾主要以家庭為主，希望能藉由展覽來使得觀眾改變思維，也同時瞭解智 慧電網所帶來的好處。

五、展示分區主題及分區概要：

展示分為三個部分：

（一）A.區：供電＋配電

（二）B 區：電力消耗＋智慧電表＋數據回饋

（三）C 區：集中器＋廣域網＋控制中心

簡單來說三個主題的區分是以角色的不同，供電+配電是電力公司，而電力 消耗+智慧電表+數據回饋都是消費者，最後的第三部分也是電力公司，在智慧 電網的部分可以結合智慧居家，除了配電供電，在居家電器中的使用均可以與居 家結合，顯示家電使用狀況以及消費者反饋！

圖 12.18 智能電網展區示意

六、展示主題文字需提供中英文對照：

（一）A section: Smart Power Supply

（二）B section: Smart Consumption and feedback

（三）C section: Control Center

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七、展示內容需附註說明重要科學意涵：

物聯網可以應用於智能電網的各個方面。可在一般家庭傳感器網絡協議來使 用智能家居服務系統，它提供了智能家電控制、萬用電表抄表、電力消耗（包括 電力，天然氣，水，熱力等）的信息收集、家裡的敏感負載監控和控制、可再生 能源的存取、用戶互動、信息服務等，也可採用開發廣義平台，在研究無線傳感 器上，可編程控制器、電源線複合電纜，和進行下一代寬頻無線通信的整合網絡 技術。最後，物聯網的應用將加速數位化、通訊城市、AMR、分析和專家決策 系統的發展。因此，我們將滿足節約能源和有效地使用各種資源的目標。

八、預期成效：

簡單來說物聯網智慧電網能讓原本單向的訊息傳送變成雙向，電力公司不再 只能送電及收電費，能從消費者身上取得重要回饋，可以控制用電並使得能源的 使用更有效率，並達到節能減碳的目的！

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