1、能源使用與節約,財團法人台灣產業服務基金會,主講者：台灣產業服務基金會 方尚得 副理,課程大綱,前言,一,1. 全球暖化與氣候變遷2. 電費單檢討節電方式,能源使用對環境造成的衝擊,二,節約能源的方法與成效-照明與空調,三,1. 碳足跡的意義(生態足跡、零排放)2. 碳足跡的計算基準,碳足跡的概念與計算,四,2,1. 照明節電的方法與成效2. 空調節電的方法與成效,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,1. 照明節電的方法與成效,光的用語,3,光線（Light）:是放射能源之一部份，在照明工程上稱光線是如放射能源多寡一樣，以產生視覺能之大小作評估之根據。一般以為符號，單位為明小時（Lumen-
2、h）或明秒（Lm-s）作單位。 射光譜:凡是以電磁波態傳播的能統稱為射（ The Radiant Energy），而依波長長短將射排成序的，叫做光譜（Spectrum）。 其中使人發生光的感覺的波長，分散在 0.3810-4 cm 起至 0.7610-4 cm 之間。波長同，感受顏色亦同。光的波長以米(nm)為單位表示 (1nm=10-9m)。所謂光是一種電磁波，與廣播電台所播出的電波一樣，電磁波與 電波，以波動方式傳播，故稱之為光波；又因其為一直線之傳播，故亦稱之為光線。,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,1. 照明節電的方法與成效,光線/射光譜,4,頻率(Hz),三、節約能源的方法與成
3、效-照明與空調,1. 照明節電的方法與成效,各種電磁波之頻譜與波長,5,可視光,光源發出的總光稱之為光通（Luminous Flux：F 或光束），有時稱為光束，其單位為明(Lm)，如T8 40W傳統燈管-2800Lm， T8 40W高頻三波長燈管-3400Lm，T5 28W高頻三波長燈管-2900Lm。在科學的世界有個解釋光源發生的光線：一為電磁波（Electromagnetic Wave Theory），電磁波是光源發出光線，係一種放射能源。這個能源放射後，形成電磁波，這些電磁波使眼睛產生視覺的感覺。另一為子（The Quantum Theory）。在子學上，發光體放射的能源形成一個光束態
4、（Bundles），這些是一束一束的直線光，它射到眼睛時產生感覺那就是視覺。,6,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,1. 照明節電的方法與成效,光束(光通),一個光源在某一方向上之發光強為光強，其單位為燭光（Candela,cd），光強亦為光能的體角密。單位體角（1 Steradian）中有一明的光通放射時，其光強為一燭光。在照明學上光強（Luminous Intensity, I）與燭光（Candle Power）有時混用清，尤其是很多一般性雜誌、報紙，以照明之程使用燭光代替，事實上燭光是表示光源之發光強，也就是光源強表示單位，如果要表示室內照明之程應以照作表示。因此燭光係光源用電，在單
5、位體角內所發出光能密，其光強之單位為燭光。,7,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,1. 照明節電的方法與成效,光強(簡稱光),輝是單位投射面積上之光強，單位為每平方米之燭光cd/m2，有時用 nitnt或 Stilbsbcd/cm2 表示。其表示光源的，有時稱輝（Photometric Brightness），因此，從某一光源出之光強相同時，其發光體面積大者，其輝則小，又當發光面體積相同時，光強大者，其輝亦大，即輝與發光面積成反比，而與光源之光強成正比，上面所稱發光面積係指光強方向上的正投影面積。,8,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,1. 照明節電的方法與成效,輝,被照的物體，其表面
6、上每單位面積所接受之光通稱為照，其單位稱為克斯（Lux, lx）。即每平方公尺內所收之光通為 1 Lm 時之照。即有1 Lux之光照。(註：照之英制單位為呎燭（Foot-Candle），1呎燭10.76 克司),9,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,1. 照明節電的方法與成效,照,(1)(B)：光源在投光方向上單位面積(S)，所發出之光 通()密。(2)光束發散(M)：被照體單位受照面積(A)，所反射之光 通()為光束發散。通常某作業面之明暗程均以照表示，但讓吾人之眼睛有感覺程之明暗，仍以光束發散（Luminous Emittance, M）表示之，其單位仍為Lm/m2每單位平方公尺之明。
7、,10,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,1. 照明節電的方法與成效,(或光束發散),光束、光、照、與輝之關係：體角(弧)srS：光源之投影面積m2 A ：被照面之面積m2：反射 ：光源與被照面間之距m：透過 S：視覺上之光源面積(m2),11,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,1. 照明節電的方法與成效,測光各種單位之互相關係,構造:為一玻璃球內抽真空後，充填氬氣和氮氣以抑制燈絲之蒸發，為最早成熟的電光源，構造簡單，通上電加熱燈絲，用物體受熱發光的原發光，於溫高達 2,700，而發出光與熱，所以泡殼亦處於高溫態，故遇到急遽卻如沾水等況時，燈殼會破。,特性:(1)演色性佳、(2)可即起
8、動、(3)安裝及使用容、(4)價格宜、(5)需安定器、(6)可續調光、(7)光束衰減少、(8)受環境溫影響 (9)發光效率低,12,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,1. 照明節電的方法與成效,白熾燈泡,構造: (1).由耐高溫的石英管、鎢絲、鉬箔、燈 帽及內部的高壓氬氣與微之碘或溴等鹵素所構成。(2).鹵素燈泡是為防止黑化而開發之燈泡，鹵素燈泡內部有微之鹵素氣體，藉著鹵素循環作用，減輕燈泡的光束衰減和壽命末期的黑化現象，並保持初期之發光效。,特性:(1).壽命長，相當於一般白熾燈泡的 23 倍。(2).發光效高，11.4 lm/W 20 lm/W 比一般白熾燈泡電些。(3).體積比白熾燈
9、泡小，光源小而集中，配光設計容。(4).光束衰減小，壽命終時光輸出仍高達初光束之 90。(5).採用石英玻璃製成，有極強的耐熱衝擊性。,13,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,1. 照明節電的方法與成效,石英鹵素燈,構造:當燈起動時，燈絲會先加溫約 12 秒，以使燈絲溫提高，以釋放電子，接著高電壓會施加在個電極之間，使充入氣體和水銀氣體傳導電而產生放電，此動之電子(電)會激發氣態水銀原子而發出紫外線，由於玻璃燈管內壁有塗一層螢光粉，此螢光粉在紫外線照射下會發出可光。充入氣體(氬氣或是氬氣與氪氣的混合氣體)也會放電發光，但是所發出的只有微之光，而且只有在沒有塗佈螢光粉的燈管才可看得到，此光約
10、只佔螢光燈總發光的 3%，另外 97%的光自於螢光粉發光。,14,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,1. 照明節電的方法與成效,螢光燈,特性:(1).三波長陽光燈管是採用高效稀土螢光體，並集中對人肉眼色覺別能最佳的(光的三原色)色(452 nm)、色(543 nm)、紅色(611 nm)三個狹窄光譜組合起的一種效既高、演色性又佳(Ra85)的白光色。(2).使用三波長(陽光色)燈管，其較一般燈管高（124%），因此使用環境夠，改用三波長燈管可大幅提高。(3).使用三波長燈管演色性較高，人的氣色會較好看。,15,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,1. 照明節電的方法與成效,高頻三波長螢光
11、燈管,電子安定器主要特點： A.大幅電：和傳統安定器比較，可電 20以上。B.功因極高：功因型安定器約 9599。C.光輸出穩定而閃爍：因高頻點燈，輸出光波非常穩定而閃爍， 且當電源電壓變動或燈管處於低溫時，也容閃爍，對 保護視很有幫助。D.可聽雜音低：與傳統安定器比較，有較低的可聽雜音。E.體積小、重輕、外觀體積及形可變化彈性大。F.安全性高：具三重防災常保護。G.調光性好：可依市場需要設計成全微幅及分段調光型種。H.電子安定器具有三重防災安全保護設計:a.具過電保護功能。 b.具過溫保護功能。 c.具燈管常檢出抑止保護功能。,16,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,1. 照明節電的方法
12、與成效,電子式安定器,17,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,1. 照明節電的方法與成效,燈具使用之場所,18,1. 照明節電的方法與成效,常用各類燈泡及燈具,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,各類燈具之10年生命週期分析,發展中之LED燈具，已具有相當之節能潛能,量測方法(辦公室): :量測方法桌面燈之照度檢測，由辦公室範圍內以 100 公分為距離點出 A、C、 G、I 並找出各點之中間點分別為 B、D、H、F 及辦公室之中心點共九 點，其平均照度之計算方法為(A1+B4+C1+D4+E16+F4+G1+H4+I1)/36。 量測時應注意量測者應盡量低於照度計，以不干擾照度之檢測為原
13、則。,D,E,H,F,I,辦公室中心點,辦公室桌面照度檢測點,19,1. 照明節電的方法與成效,常照度量測,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,黑板面照度檢測點,量測方法(黑板): 黑板之照度檢測，以黑板之中軸線由上往下 30 公分處為 C 點， 中心點 D 點，由下往上 30 公分處為 E 點，向左右延伸 100 公分為 A、 B、F、G 四點，量側 7 點取平均值為其黑板之平均照度。量測時應注意量測者應盡量遠離照度計，以不干擾照度之檢測為原則。,20,1. 照明節電的方法與成效,常照度量測,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,量測結果:若量測距離縮小增加量測點數，則可量出更準確之照度，
14、再依照度分佈情形，加以適度調整，將可使照度更加正確及平均。(照度分佈圖),在進行燈具汰換時可請燈具廠商先作各空間之照度分析圖,21,1. 照明節電的方法與成效,常照度量測,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,組織執行決心與政策,種子人員,推動小組成立,本身/外來專家,選出優先改善示範單位,各單位用電資料分析,機會提出與評估定案,原因探討與需量評估,執行計畫確定,執行,2. 空調節電的方法與成效,用電管理-節能執行準則,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,22,用電管理-節能執行準則,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,2. 空調節電的方法與成效,23,1.、最適當契約容量 (1)最適當契
15、約容量為全年度(12個月之總和)所負擔之基本電費為最少者。 (2)所訂定之契約容量應能夠應付各月份用電需要之容量。 (3)超約用電是容許的，但不應影響用電設備之安全(容許之安培容量)。 (4)並非不超約是最經濟的,台電的需量單位以每15分鐘內有效累積電力量值,2. 空調節電的方法與成效,用電管理-最佳用電契約,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,24,2.、檢討契約容量 (1)以全年12個月每月用電最高需量計算(包含淡旺季或四季用電之變化)。 (2)依現行電價表基本電費之計算方式，全年中有四個月發生超約或未達所訂之契約容量值時，有必要再檢討契約容量值。 (3)將全年用電需量資料及用戶電號，送
16、台電公司（可撥打1911），請其以電腦分析，提供最適契約容量之建議。,2. 空調節電的方法與成效,用電管理-最佳用電契約,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,25,由350kW調降至69kW,26,2. 空調節電的方法與成效,用電管理-最佳用電契約,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,27,2. 空調節電的方法與成效,用電管理-最佳用電契約,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,規劃性的需量控制是利用各種策略預先將負載曲線平坦化，對策包括：1.消除尖峰需量2.負載轉移至峰底3.負載曲線谷底填充4.能源節約對策5.負載成長控制,強迫性的需量控制主要針對非經常性的超約，可分為下列四種：1.直接
17、控制：將可停負載當預測會超約時予以卸載停止運轉，直至需量週期結束後恢復。2.優先順序控制：負載依重要性順序排列，在預測會超約時依優先順序方式卸載。3.循環式控制：將可控制負載單獨或分離循環控制，避免某一特定負載停用過久。4.責任週期控制：將可控制負載設定ON與OFF的時間，在預測會超約時依設定的時間打開或關閉。,需量控制可分為規劃性及強迫性兩種：,28,2. 空調節電的方法與成效,用電管理-電力需量控制系統,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,29,2. 空調節電的方法與成效,用電管理-電力需量控制系統,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,工廠用SCADA監控系統之成效,分散式處理系統容易
18、裝設可靠度高各系統可以結合為一體最佳的耗能設備運轉管理延長設備使用年限減低管理維護人員負擔及避免無謂的人為疏失舒適而省能的工作環境降低能源費用支出耗能歷史資料分析與管理,監控示意,30,2. 空調節電的方法與成效,用電管理-電力需量控制系統,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,SCADA+空壓系統節能控制,31,2. 空調節電的方法與成效,用電管理-電力需量控制系統,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,SCADA+空調系統節能控制,32,2. 空調節電的方法與成效,用電管理-電力需量控制系統,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,SCADA+空調系統節能控制,33,2. 空調節電的方法與成
19、效,用電管理-電力需量控制系統,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,可控制負載分析：,工業生產廠家:1.耗電量大之主要生產設備,常無法卸載2.易與生產目標衝突,員工調適不易3.工廠部分空調,泵浦,備份機組等可納入規劃4.常需輔以利潤中心等管理制度學校,機關,大樓群:1.大型校區普遍面臨用電費用增加及超約罰款之困擾2.可停之主要負載為:空調,電熱,照明及泵浦等大型冰水機組之卸載可有效抑低尖峰需量,34,2. 空調節電的方法與成效,用電管理-需量控制系統功能,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,1.減少電力損失一般動力配線的電力損失約2.5%7.5%(97年台電公布線路損失率 4.58%)，當
20、提高功率因數後，總電流降低，可減少電力損失，亦相對可增加系統供電能力。2.改善供電品質提高功率因數可減少負載總電流及電壓降，加裝電容器後減少電壓降值=（未裝前線路電流-加裝後線路電流）線路電阻。3.增長設備之壽命改善功率因數後線路總電流減少，使以達到飽和之變壓器、開關等機器設備和線路容量，因此可減少溫昇，增加使用壽命。4.節省電費：電力公司為鼓勵用戶提高功率因數，在電價表中訂有功率因數折扣，電力用戶每月用電的功率因數以百分之八十為基準，每低一個百分點，該月份電費加收千分之3；每超過一個百分點，該月電費減收千分之1.5。每月的平均功率因數則以該月份的有效電度(kWh)及無效電度(kVARh)計算
21、之。,35,用電管理-改善功率因數,2. 空調節電的方法與成效,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,經由儀表量測規格4kW、20加侖熱水儲槽耗電，夏天夜間外氣溫度約2630，平均加熱10分鐘後、約保溫70分鐘再加熱循環 。 以電子式定時控制器控制於22:0006:00 及假日假期間關閉飲水機電源，減少非上班時間飲水機用電，以節約用電並維護用電安全。,公用飲水機設備節約策略,36,用電管理-飲水機,2. 空調節電的方法與成效,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,在不影響辦公作習為前題 ，配合監控系統管理，抑低開機時段尖峰超約罰款。,調整空調設備開機時段,37,用電管理-調整空調設備,2. 空
22、調節電的方法與成效,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,冰水主機設備汰換需使用以下量測儀器，並參照中華民國國家標準CNS 1 2 5 7 5之量測方法，進行主機效能量測，可由第三公證單位確認。,儀器設備與精度,全載標準試驗條件,38,空調系統量測,2. 空調節電的方法與成效,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,製冷能力依下式計算,其中： qe： 由蒸發器熱交換量計算之總製冷能力(kW) kcal/h Cpew：冰水之比熱(kJ/kg/K) kcal/kg，由水性質表得之mew： 通過蒸發器之水量(kg/s) kg/h ， 經量測得之te 1：蒸發器之入水水溫()，經量測得之te 2：蒸發器
23、之出水水溫()，經量測得之,蒸發器出水水溫量測實照圖,量測蒸發器冰水入口流量實照圖,39,空調系統量測,2. 空調節電的方法與成效,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,水冷式冷凝器散熱能力依下式計算,其中： qc： 由冷凝器熱交換量計算之總散熱能力(kW) kcal/h Cpcw：冷卻水之比熱(kJ/kg/K) kcal/kg，由水性質表得之mcw： 通過冷凝器之水量(kg/s) kg/h ， 經量測得之tc 2：冷凝器之出水水溫()，經量測得之tc 1：冷凝器之入水水溫()，經量測得之,40,空調系統量測,2. 空調節電的方法與成效,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,量測主機耗電實照圖
24、,製冷消耗電功率試驗係於製冷能力試驗測定值穩定時，測定機組之輸入電壓、運轉電流、運轉功率因數與消耗之電功率。,P= VLILcos(W) 三相電源,41,空調系統量測,2. 空調節電的方法與成效,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,一辦公大樓頂樓設有10RT氣冷式冰水主機一台，裝置日期為1996年，該設備機齡老舊，經儀器測定EER為 1.83kcal/hW、1.6kW/RT，能源效率差，建議可汰換為新型高EER之水冷式冰水主機。,10RT氣冷式冰水主機,冰水主機多處劣化生繡,42,空調系統量測-案例,2. 空調節電的方法與成效,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,超音波流量計測冰水流量,冰
25、水流量為127.79 l/m,於冰水主機冰水出水管，裝置超音波流量計測定主機運轉冰水流量。,43,空調系統量測-案例,2. 空調節電的方法與成效,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,環境測定儀測蒸發器進出水溫度,冰水進出溫度為14.8及11.6,於冰水主機冰水出水及回水管，裝置多功能溫度測定主機運轉冰水進出水溫差。,44,空調系統量測-案例,2. 空調節電的方法與成效,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,電力分析儀測定空調主機耗能,主機耗電量為13.36kW,於冰水主機電源端裝置電力分析儀，量測主機實際運轉消耗功率。,45,空調系統量測-案例,2. 空調節電的方法與成效,三、節約能源的方法
26、與成效-照明與空調,10RT冰水主機經測量後效率估算：qCm(t1-t2)4.186kj/kg（127.79 l/m60）（14.8-11.6）28.5kW13.5 kW（28.5kW3.5）1.6 kW/RTCOP 28.5kW13.5 kW2.1EER（28.5 kW860Kcal）13.5kW1.8 kcal/h-W根據能源局最新公告之空調系統冰水主機能源效率標準(表)，如能將10RT氣冷式冰水主機，汰換為新型水冷冰水機預估將可節省50.6耗能（1.6 kW/RT-0.79 kW/RT）/1.6 kW/RT=50.6,46,空調系統量測-案例,2. 空調節電的方法與成效,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,訪測期間檢測10RT冰水機暫態性能，效率值1.6 kW/RT,47,冰水主機年度保養工作,2. 空調節電的方法與成效,三、節約能源的方法與成效-照明與空調,
