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滿足工業4.0智慧製造所需 UPS兼顧不斷電與儲能需求
 

【作者: 王明德、陳念舜】   2019年05月28日 星期二

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前言:因應當前電力監控系統不僅受到工業4.0智慧製造趨勢的影響,導致新世代機房系統對於大數據及高速運算需求日益增加,且加入國際節能減碳要求的嚴苛考驗。


文/


面對近年來國內外製造業紛紛朝向數位化、智慧化轉型,包含人工智慧(AI)、5G、雲端、物聯網、邊緣運算等應用迅速發展,促使相關連網裝置的數量持續增加;企業對營運服務不中斷更加重視,也大幅提升全球為滿足用電量持續攀升的基礎建設需求。


加上氣候變遷議題發燒,各國皆不約而同踏上能源結構轉型之路,如台灣已訂定2025年再生能源占比20%目標,強制用電大戶應採用一定比例的綠電;目前受惠於中美貿易戰最深,已成為海外第二生產基地熱點的東協各國,也提出2025年再生能源占比達23%的願景。



圖1 : 因應當前電力監控系統不僅受到工業4.0智慧製造趨勢的影響,導致新世代機房系統對於大數據及高速運算需求日益增加,且加入國際節能減碳要求的嚴苛考驗。(https://www.cisomag.com/)
圖1 : 因應當前電力監控系統不僅受到工業4.0智慧製造趨勢的影響,導致新世代機房系統對於大數據及高速運算需求日益增加,且加入國際節能減碳要求的嚴苛考驗。(https://www.cisomag.com/)

為協助台灣大型及中小型企業加速推動節能,降低成本,並擁有可靠、不間斷的電力系統,百年動力專家伊頓公司(Eaton)今(2019)年也在台灣首度舉辦「Mobile Tech Day」活動,直接將該公司可兼顧不斷電與儲能雙功系統(Dual Purpose UPS)、新一代智慧通訊系統SmartWire-DT、微型資料中心、93PR模組化UPS等全方位解決方案納入行動貨櫃車,陸續於北中南地區巡迴展覽,藉面對面溝通來掌握企業的電力痛點,並協助因地制宜來規劃更高效的電力管理方式。


伊頓飛瑞慕品公司(Eaton Taiwan)台灣區總經理宮鴻華認為:「即便目前大家都在談智慧化,卻都忽略了加強基礎設施的重要性,其實帶來了許多顯/隱性需求,如Data Center、5G基地台也都須要提升能源效率與最佳化,以維持穩定電力品質;並將設備狀態、預防保養等資訊及時傳遞給營運階層。」


在今年行動貨櫃車上,除了針對工業4.0,正逐步導入智慧製造、自動化生產概念的中小企業而推出自動化智慧通訊系統,得以協助企業提升能源效率並降低營運成本。包含透過將I/O模組和開關設備間的控制接線簡化,壓縮成單一扁平8極電纜,大幅降低控制接線的複雜度,簡化電機控制箱內部元件的接線設計而節約能源損耗。另經由整合自動化設備與開關設備,還可透過面板從遠端監控系統運行,於異常、老化前預警,以滿足企業靈活整合各種配電需求,降低時間和營運成本。



圖2 : 伊頓飛瑞慕品公司台灣區總經理宮鴻華展示該公司今年在台灣首度舉辦「Mobile Tech Day」活動,直接將該公司全方位解決方案納入行動貨櫃車,藉面對面溝通來企業的電力痛點,協助因地制宜來規劃更高效的電力管理方式。(攝影/陳念舜)
圖2 : 伊頓飛瑞慕品公司台灣區總經理宮鴻華展示該公司今年在台灣首度舉辦「Mobile Tech Day」活動,直接將該公司全方位解決方案納入行動貨櫃車,藉面對面溝通來企業的電力痛點,協助因地制宜來規劃更高效的電力管理方式。(攝影/陳念舜)

同時首度將自家供應高耗能的半導體、面板等高科技大廠為主的大容量UPS與儲能系統結合升級推出不斷電與儲能雙功系統,作為停電時緊急備援的電力來源,避免IT設備因突發的電力事件受損;提升整體使用效率,即相當於節省大量浪費電力。平時還可將備用電力轉為儲能,更具有環保及成本優勢,達到一機雙用的效果,得以活化客戶資產再利用。


宮鴻華進一步指出,有別於以往客戶導入UPS設備時,因為擔心應變速度不夠即時,所以多半讓設備隨時保持上線狀態,導致許多無謂浪費。該系統則能在電壓一旦出現異常時,便能在最短2毫秒時間內從離線ECO節能模式快速穩定地轉換至Online供電模式,兼具節能、儲能及負載保護功能,甚至可讓客戶快速導入綠能應用。


等到進入夏季電價階段之後,還能配合台電推行「削峰填谷」政策以靈活調度電力,賺取差價。包含在較昂貴的用電尖峰電價時段前1~2小時自行供電,在便宜的離峰電價時段儲電;也有助於企業降低對於整體電力需求,協助降低電廠備載/裝置容量的壓力。


伊頓飛瑞慕品公司台灣區通路業務協理林展吉表示,由於再生能源先天的間歇性發電特性,引發產業界產生電力不穩的疑慮;以及氣候變遷與條件日益嚴峻,不僅讓天氣狀況更難以預測,也影響了再生能源的預估發電量。如今則透過彈性高、可調節的電力供給系統先行進入儲能系統,成為能源結構轉型過程中必備的配套方案,卻也導致使用者額外多了儲能系統的建置費用,促使伊頓加強儲能相關產品發展。


包含透過該公司不斷電與儲能雙功系統技術,讓UPS不再僅僅是遇到電力意外或壓降時擔任緊急備援的供電角色,確保後端伺服器等負載的運作穩定性,甚至可配合客戶EMS、SCADA等電力監控系統調度或排程維修設備;平時也能擔任儲能系統的功能,既讓UPS發揮最大效益,同時降低使用者額外建置儲能系統的費用。



圖3 : 伊頓飛瑞慕品公司台灣區通路業務協理林展吉表示,透過該公司不斷電與儲能雙功系統技術,既讓UPS發揮最大效益,同時還降低客戶在導入綠能過程裡,額外建置儲能系統的費用。(攝影/陳念舜)
圖3 : 伊頓飛瑞慕品公司台灣區通路業務協理林展吉表示,透過該公司不斷電與儲能雙功系統技術,既讓UPS發揮最大效益,同時還降低客戶在導入綠能過程裡,額外建置儲能系統的費用。(攝影/陳念舜)

此外,有別於傳統鉛酸電池的放電次數少,效能也會隨之遞減,驅使現今電池已經轉向以鋰鐵電池為主,放電次數增加且產品壽命長達一倍以上;並具有使用空間小、重量大幅降低,加上保養容易等優勢,拉近綜合成本而成為科技產業指定的零組件,近2年來原料價格已下滑20~30%。隨著新加坡、台灣、韓國等龍頭廠商陸續採用新款具儲電功能的鋰電池UPS,將帶動其他中小廠商加速跟進。


林展吉強調,由於伊頓在台灣設有高階大型UPS的研發、製造及銷售的團隊,可配合客戶建廠前規劃或模組化設計,目前也開始強化通路商在中大型UPS、Data Center整合規劃能力;同時也是全球重要UPS電池採購重鎮,未來將持續推動鋰鐵電池取代鉛酸電池策略,並持續向台灣廠商採購為主。


滿足新世代機房需求 台達以新思維因應市場

此外,隨著5G、物聯網、AI等技術的逐步落地,機房系統設計也有全新變革,作為全球機房供應商,台達不斷投入研發,因應市場需求設計出對應產品,台達電子台灣區業務部經理林士基指出,綠能、模組化、高彈性是機房領域的三大趨勢,對此台達也有完整解決方案。


環保議題熱度不退,台達在此的布局相當完整,林士基表示,太陽能、風電等再生能源產業持續成長,不過由於這類能源的可發電時間不一,必須透過蓄電設備在發電高峰時儲能,以利電網的穩定供電,另外綠能電網的虛實功補償、諧波雜訊抑制等,台達的系統都有相關設計。



圖4 : 台達電子台灣區業務部經理林士基指出,綠能、模組化、高彈性是機房領域的三大趨勢,對此台達也有完整解決方案。(攝影/王明德)
圖4 : 台達電子台灣區業務部經理林士基指出,綠能、模組化、高彈性是機房領域的三大趨勢,對此台達也有完整解決方案。(攝影/王明德)

上述趨勢與挑戰,都需要透過全新的機房與UPS設計思維加以解決,這方面主要是強化既有產品的效能,例如機房中的風扇改為無段式方式,讓散熱效率更佳,或是採用高效能零組件,提升UPS的效能,而其中關鍵在於台達以模擬方式,讓設備可以的節能、效率與體積都最佳化,目前台達的UPS效率在業界已位列前端,深受客戶信賴。


另外,對於市電進入機房後的變壓需求,台達的產品完整度也相當高,包括48v、240v、380v等AC/DC高壓系統,在UPS部分,台達有集中式、分散式、HVDC、分散+機架式等4種UPS方案,可滿足市場對應需求。


為求企業機房功能的最適化,台達也提供了模組化機房產品,企業不必再一次花大錢購置目前用不到的功能與設備,而是依據現有需求選擇適用的架構,當日後有需求時,再逐步購買往上添加。


此外,台達近年來推出的貨櫃式資料中心,則滿足了企業的高彈性需求,同時具備完整資料中心功能,包含供電、空調、監控、氣流管理,乃至配線、管道等各個系統,全部整合在20尺或40尺的貨櫃之內,充分發揮了模組化設計的優勢;可實現快速且靈活的部署,不僅可以大幅降低建設成本,而且能有效縮短資料中心的建設週期,傳統資料中心的建設週期通常為兩年,而台達電貨櫃型資料中心建設週期最短僅需數週。


為了讓機房系統的設計最佳化,台達提供了強大的模擬軟體工具,設計者可在此工具中,先建出系統內部基礎設備,如空調、電力的架構模型,並用BIM(建築資訊模型)平台展開,了解系統完成後的運作狀態,此類系統強調從5D構面掌握系統,所謂的5D除了原本的點、線、面3D外,再加入時間掌控與資產管理,讓整體系統從設計、建置到後續的管理維護更全面。


林士基最後指出,大數據與高速運算對機房系統帶來嚴苛考驗,新世代機房對於節能、高效的需求日益增加,台達藉由過去建立的技術基礎,將持續推出符合客戶系統功能的產品,協助客戶在競爭激烈的市場環境中站穩腳步。


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