#物聯網IoT #電源設計 #乙太網路供電PoE #USB-PD #降壓轉換器 #電源切換器 #線性穩壓器 #MOSFET

【搭載強大嵌入式處理器的 IoT 裝置，電池總是不夠用～～～】

物聯網 (IoT) 終端裝置的典型特徵是功耗極低、體積小巧的裝置，可能採用自行供電或設計為只要一顆鈕釦型電池便能持續運作多年；但其實，USB 與乙太網路等有線資料連接方式，也能為目前要求最嚴苛的 IoT 終端裝置提供有效便利的供電解決方案。

有些搭載強大嵌入式處理器的 IoT 裝置——需要在本機處理資料以降低網路延遲和提高隱私，或只是降低最終成本，它們可能有一個機械子系統，像是具備平移傾斜變焦 (PTZ) 功能的攝影機，很容易又會增加整個系統的功率需求。在這些產品應用中，小電池無法滿足系統的最高功率需求，或是提供的電量並不足以滿足所需的執行時間，而需要定期更換電池。

然而，若終端裝置採用有線 USB 或乙太網路連線功能，設計人員就能利用各自的供電功能。乙太網路供電 (PoE) 和 USB Power Delivery (USB-PD) 使用相同的電纜進行供電與資料傳輸，可避開與電池及交流電源有關的缺點。USB 供電與 PoE 都有既定的標準，且以低電壓進行供電，終端用戶在操作裝置時也較為安全，可利用現成的 DC-DC 轉換器、穩壓器和保護裝置來克服電源方面的難題。

延伸閱讀：
《透過 USB 或 PoE 供電給物聯網終端裝置，可以提供更高的便利性和經濟性》
http://www.compotechasia.com/a/tech_application/2021/0827/48872.html

#達爾Diodes #AP61100 #AP62200 #AP63200 #AP22652 #AP22653 #P22811 #AP22804 #AP22814 #AP22615 #AP22815 #ZXTR2000

提供大家做參考，這些都是可對提升電網穩定運作發揮助益，確實可行的有效解決方案..... 提高再生能源韌性與供電穩定性，SEMI 智慧儲能委員會提三大建言..... （06/02/2021 TechNews科技新報）

SEMI 智慧儲能委員會共同主席暨台達電子能源系統解決方案事業處資深處長艾祖華表示，隨著再生能源的逐漸普及，儲能系統與設施的完備尤其重要。儲能系統可以儲存非尖峰或再生能源多餘電力作為備轉容量，也可以動態應用如提供調頻服務與支撐故障穿越（Fault ride through）。總體來說，是未來再生能源產業發展與穩定電網的重要推手與關鍵要角。

五月台電兩度大停電，缺電與電力供給不穩議題再度受到重視，對此 SEMI 智慧儲能委員會考量將來會有大量再生能源進場，發電方式受間歇性、不可預測性挑戰，容易引起頻率與電網電壓不穩，提出三大建言。

作者 Daisy Chuang

SEMI 智慧儲能委員會提出儲能相關策略建議，方向包括：

1. 再生能源搭配儲能 VPC（Voluntary Product Certification，自願性產品驗證）

2. 用電大戶儲能參與輔助服務

3.饋線與變壓器容量有效利用，提高儲能併網容量，輔助電網穩定

一、再生能源應搭配儲能 VPC：透過提供額外補貼方式，增加再生能源裝置搭配儲能的比例：有效的儲能系統可以穩定再生能源輸出，使更多的綠電併網，提高電力系統的使用效率及發電的經濟效益。但對大多的再生能源發電業者而言，增設儲能系統是額外的設備投資，如無適當補貼或躉購費率的調整，反會降低民間投資意願而減緩再生能源產業普及。

為鼓勵業界投資再生能源，建議可透過制定差別躉購費率，依據其再生能源裝置可達成的輸出變動率控制程度給予不同的購電價格。此舉並非增加整體成本，而是將原先為了克服再生能源波動、計劃在電網上的投資移轉到發電端，也將穩定電網的部份責任轉移到發電業者。此舉預期將增加再生能源的投資及普及速度，同時減緩對電網的衝擊。

二、鼓勵用電大户投入儲能整備：倡議開放用電大戶參與台電的電力輔助服務，提高儲能設備的投資報酬率：根據經濟部公告之《一定契約容量以上之電力用戶應設置再生能源發電設備管理辦法》，規範契約容量 5,000kW 以上用戶，必須在 5 年內設置契約容量 10% 的再生能源。其中因條款註明設置儲能系統可履行再生能源的義務量，部分業者可能採用低價設備僅應付檢查，平日不操作以避免壽命衰退以及增加維護成本，使其平衡電網效益未能發揮。

為鼓勵用戶採用優質設備，並確保電網需要降載時可以適時放電，建議政府開放用電大戶參與台電的電力輔助服務，並設定較低費率，以平衡義務投資與效益，預期亦可帶動產業正向發展，提供具有競爭力的儲能系統。

三、盤點基礎線路、提升饋線有效利用：針對現階段電網基礎設施之不足，重新盤點並完整規劃布局：因再生能源為間歇性供電，PV 發電站饋線及變壓器容量在非尖峰及夜間時段可提供儲能系統應用，日落後的用電尖峰更需要足夠的替代能源來穩定電網。而現階段全台饋線、變電所等基礎設施普遍不足，或因拉線距離太遠而造成成本過高。針對此一現況，除了需要新建輸配電線路及變電站，既設的的 PV 發電站，閒置變電站等基礎設可重新盤點，對冗餘時段與容量進行有效利用，必能提高輸電量及電網穩定效益。

智慧儲能委員會認為能夠提高再生能源使用效率、調節電網的儲能設備其重要性更為不可忽視，若政府與業界能加速儲能發展，方能輔助再生能源應用，進而對症下藥克服缺電及電力不穩之問題。

SEMI 智慧儲能委員會共同主席暨台達電子能源系統解決方案事業處資深處長艾祖華表示，隨著再生能源的逐漸普及，儲能系統與設施的完備尤其重要。儲能系統可以儲存非尖峰或再生能源多餘電力作為備轉容量，也可以動態應用如提供調頻服務與支撐故障穿越（Fault ride through）。總體來說，是未來再生能源產業發展與穩定電網的重要推手與關鍵要角。

完整內容請見：
https://technews.tw/2021/06/02/semi-energy-storage-advice

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【729全臺大停電】 #你還記得嗎
　　　
1999年的一個夏日夜晚，許多原本正在冷氣舒眠下的人漸漸熱醒，窗外的城市淨是一片漆黑，如此大範圍的停電，頓失消息來源的人們開始各種不安的猜測。
　　
「聽說桃園的煉油廠爆炸了？」
「是核能發電廠出現意外嗎？」
「難道兩岸戰爭已經展開了？」
　　
然而當這次產業損失至少數十億元的大停電調查清楚後，卻發現僅僅是因為一座高壓電塔的倒塌。
　　
因區域電力供需不平衡的關係，臺灣長期依賴南電北送，卻僅有兩路超高壓輸電幹線，由於其負載率過高，一旦發生意外，便無法互相協調支援。
　　
臺電雖早已預見問題努力推動第三迴路的建設，卻因用地取得困難、長期受到地方民眾抗爭，而使得計畫不斷延宕，在各種結構性問題的連鎖反應下，最終導致了729的全臺大停電。
　　　
729大停電彷彿敲響了人民心中的警鐘，在輿論的支持下，臺電終於加速在2002年完成了第三迴路的相關建設，但隨著經濟產業快速發展，臺灣的用電量及能源需求持續升高，民眾「要電不要廠」的心態若不改變，歷史恐將一再重演。　　
　　
#能源問題是通盤考量
#所有方案皆有其利弊得失
#報時光UDNtime　　　
　　　　
來源：聯合報
日期：1999/7/29
攝影：林秀明
圖說：昨晚全台大停電。
　
歷史新聞
　　　　　
【1999-07-30/經濟日報/01版/要聞】
　　　　　
全台灣 大停電
新竹園區損失至少數十億元 近千萬戶受影響
　　　　　　　
【本報綜合報導】昨(29)日深夜11時15分許，台灣地區發生罕見的大規模停電，除高屏少數縣市外全部停電，近一千萬戶受影響，新竹科學園區也因瞬間降壓斷電而損失慘重，初估損失至少數十億元。
昨夜停電原因眾說紛云，可能原因有輸配電系統發生重大故障、變電所爆炸等，台電公司昨晚緊急調查原因，但至截稿為止，仍無法明確對外公布。
昨晚11時過後，北部、中部、東部及嘉義、雲林等地瞬間停電，頓時全省一片漆黑，稍晚台中、高雄恢復供電，其它地區仍未恢復。台電公司目前以調度搶修為首要任務，全省警力也立時動員警戒，全省交通大亂，高速公路林口以南全面封鎖禁行。
受瞬間降壓影響，高科技產業集中的竹科全部斷電，半導體、光電等工廠因必須24小時運轉，所有製程內、爐管內半成品都將因此報廢，廠商損失慘重。
　　
【1999-07-31/經濟日報/02版/大停電特別報導】
　　
大規模停電凸顯的當前電力供應問題
　　
【社論】台灣地區29日深夜發生歷來最大規模的停電事件，全島除了高雄、屏東、台南等地區，都陷入停電狀態，約八、九百萬用戶無電可用，連機場、鐵道、醫院等停電敏感地區都一度斷電。產業損失更難估計，顯現這次大規模停電的嚴重性。引發這次大停電的原因是台南關廟山崩，導致台電公司高壓鐵塔傾斜，造成龍崎至嘉民海線、龍崎至中寮山線間的輸電線跳脫，並引起連鎖反應。這次停電事件看似意外事故，實際卻是台灣電力供應系統的根本結構性問題使然，值得深究。
這次停電凸顯的第一個結構性問題是區域電力供需不平衡。根據台電公司的統計，目前台灣地區含民營電廠的電力總裝置容量為2,749萬瓩，位於桃園龍潭以北的電廠有核能一、二廠及協和火力、林口燃煤、翡翠水力等機組，裝置容量約690萬瓩，僅約占總供電能力的25％。但是，北部地區是政治、金融及商業發展中心，電力需求大，用電量約占全台灣的45％以去年的統計為例，北部地區的最高負載約1,075萬瓩，但淨尖峰供電能力僅約665萬瓩，不足的410萬瓩電力都需由中南部經輸配電送來。
這種南電北送現象已存在多年，隨著經濟持續的發展，北部地區對南電的依賴愈來愈高。台電統計，南電北送的電力今年以來漸增，7月下旬已達440萬瓩，因而逼近現有輸配電系統的最大輸電能力470萬瓩，北中第一、二路超高壓輸電線負載率並首度超過90％，較合理負載率75％高出甚多。這種情況顯示不僅北部地區供電吃緊，也反映輸配電系統的負載率持續偏高，將相對增加系統設備的故障率，一旦發生事故，兩條輸電大動脈將因負載偏高而無法相互支援，就會爆發像前天深夜一樣的大範圍停電現象。這是當前電力系統存在的第二個結構性問題。
第三個問題是我國電力備用容量率長期低於合理的25％水準，今年大約在12％、13％間，表示電力供應只是大致夠用，難以應付突發的狀況，例如需求激增或機組故障。因此，每當進入夏季尖峰用電時期，台灣地區民眾就得面臨可能限電的壓力。然而，儘管電力備用容量率長期偏低，在環保抗爭、安全考慮等情況下，台電公司卻不易增設新的發電廠。近十年來，台電都是在現有電廠中加裝發電機組，因而供電能力成長有限。
這三大結構性因素使得台灣的供電系統相對脆弱，一旦遇有突發事故，台電的應變就顯得捉襟見肘。為此，台電已採行因應措施，例如興建南北第三路超高壓輸電線，不僅寬解北部地區供電壓力，並減輕現有二路輸電主幹線的負載，提高相互支援及應變能力。另一方面，台電也積極興建大潭液化石油氣發電廠及核能四廠，以增加北部地區發電機組，減少對中南部電力的依賴；此外，目前已開放設立的民營電廠，更優先選擇在北部設廠者。
這種種努力並沒有獲得完全的支持，例如南北第三路超高壓輸電線，就面臨部分路段民眾抗爭的困難，以致原定民國85年應完工的第三路輸電線，卻至今仍在進行中；核四的興建更是風風雨雨，儘管立法院已通過興建預算，至今仍然面臨反核團體的干擾，甚至可能無法取得地方政府的許可，以致完工時日遙遙無期。民眾「要電不要廠」的心理一直存在；核電廠的興建是見仁見智，一向是國際性的爭議；燃油、燃煤等火力電廠的擴建，其所排放的大量二氧化碳，將受氣候變化綱要公約的管制；興建對空氣汙染程度較低的液化石油氣發電廠，民眾就須接受電價調漲的事實；如果放任現況不管，就是由台灣經濟付出代價，企業界得隨時準備承受限電、斷電、停電之苦。
天下沒有白吃的午餐，每一種解決方案都會帶來利弊互見的影響，應對之道當是權衡輕重緩急，選擇最適方案。台電的危機處理能力及效率一定有提升及改善的空間，但關鍵還是在於這三大結構性問題必須及早解決，才能真正提高台灣電力系統的供電穩定性。因此，政府相關單位應儘速在考量環保、能源及安全等原則下，訂出明確的電力政策，並發揮公權力，全力執行，及早改善台灣經濟發展的基礎環境。