智慧能源解決方案

在九龍灣一幢辦公大樓裏,有一間會議室,看起來儼然香港一般的會議室,但其實它是獨一無二的。這個會議室的電力完全由直流電源提供,與現行的交流電技術相比,直流電有助將功率轉換的次數減至最少,將功率損耗減少50%至78%。
以上所述正是應科院為智慧城市而推行的新一代節能解決方案,利用新興應用科研技術來提高能源效益,其理念是通過直流電 (而不是交流電) 為家居或建築物提供電力,從而節省大量電能。

機電工程署 (機電署) 是應科院開發這項技術的主要合作夥伴,在機電署總部大樓正在進行試驗這個項目。

機電署高級屋宇裝備工程師黃一龍先生説:「為推廣和促進創科的應用,機電署會與市場上能提供創科方案的夥伴攜手合作,向他們提供合適場地進行實地試驗。這個項目與應科院攜手協作,在我們其中一間會議室進行直流電應用測試,是一次非常寶貴的經歷。」

採用嶄新綠色科技來減少建築物的能源消耗是智慧城市的重要元素。依賴可再生能源 (如太陽能) 發電的發電廠來產生直流電,而直流電現已廣泛應用於低壓直流供電設備中,包括個人電子設備、家用電器、電池儲能系統、電動汽車和計算機等,用途廣泛。

高能效直流電配電系統

雖然直接使用直流電可減少電力損耗,然而其故障比交流電更為嚴重,例如在發生短路時,與交流電相比,直流電的短路電流將持續增加,增速亦較快。由於交流電是雙極電壓,當電壓為正時,短路電流將增加;當電壓為負時,短路電流將減少。然而,直流電因為提供恆定的正電壓,其短路電流只會增加,所以,直流斷路器具有快速檢測和電路切斷功能,對確保安全至關重要。

應科院的創新解決方案設計出一種超快速固態直流斷路器,可在故障發生時以微秒時間之差作出反應,保護性大大提高,比目前現有的斷路器快100 到 1,000 倍,令我們能安全地使用直流電,從而發揮最佳能源效益。

這個項目將開發基於碳化硅的高效電源轉換方案、超快速直流保護裝置、實時監察和電容器在線預防性維護等的先進技術。

回到由應科院直流電技術提供電源的機電署總部會議室,建設工作目前仍在進行中。我們展望未來,將專注開發具備故障辨識功能的能源路由器和智能直流斷路器,在香港可廣泛地全面推行這技術,以確保我們能更安全地使用直流電。