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范仁志  2019-08-06

太陽能發電與風力發電受限於自然條件，電力供應不穩定，若沒有容量夠大反應夠快的儲電設備，則可能被迫放棄部分電力、甚至形成破壞電網的隱憂；現在汽車業開始推廣的電動車，則可以當成現成的大容量儲電系統應用。但綠電發電量高的時候車輛不見得能停下來蓄電，如何管理以兼顧電網與運輸效率，是個課題。

因此，日本政府的JST (科學技術振興機構)，聯合早稻田大學(Waseda University)與東京大學(University of Tokyo)，提出利用競標制吸引電動車與家用太陽能發電系統用戶的管理機制，以及必要的軟體控制技術，根據模擬，可望讓被迫放棄掉的電力減少45.1%，降低用戶電費負擔20.1%。

引進電動車配合太陽能的蓄電，在電網控制技術上已經實驗成功，但用在社會中就有個問題，一般消費用戶在使用電動車時，電動車就無法接在電網上。無法如同公家機關或企業可以透過簽約方式，要求同時至少有多少比例電動車用以蓄電，以及調整太陽能發電系統供應電力。

一般消費者只會有1輛車，而且隨時可能會用車，電網控制單位難掌握；而JST估計，日本一般人的汽車有95%時間是停在停車場不動，太陽能發電系統能發電的白天，有50%以上的電動車可以用來儲電，卻因不確定消費者是否要用車而不能用在電網調控上，實屬浪費。

JST提出的方法，是藉由大數據(bigdata)與氣象預報預先確認未來電力供需與缺口，然後提出相關時段的供電或蓄電競標案，讓消費者決定是否投標；而為鼓勵消費者投標，將採用第二價格投標(Second Price Auction)制度，最低價得標，但支付得標者的報酬是第二低價的投標價，讓得標者能有高於預期的收穫，鼓勵投標。

在技術上，JST的作法除了電網調控與標案管理的人工智慧(AI)系統外，還有針對家有太陽能發電系統與電動車用戶的費率最佳化計算，讓用戶能評估何時發電、何時蓄電、何時用自己蓄的電，對自己的利益最大，浪費電力量與限制行動能力的時數最少。

JST表示，他們提出的新制度與控制軟體，有3個優點：1，由消費者自行決定最佳發電用電調配，獲取最大利益與最小電力浪費；2，確保個人加入再生能源事業與電動車使用的自主性，不用被特定廠商綁死；3，確保公平性。

目前日本太陽能發電系統兼電動車用戶的問題之一，在夜間不能發電時，要同時買電自用與替電動車充電，日間售電若碰到無預期強迫放棄電力，就是電費與電力雙重損失；JST的提案，一如研究團隊的模擬，能大幅降低電力浪費與額外購電成本，在固定價格購電制取消後，是很有價值的服務。

相關研究成果發表在美國IEEE(電機電子工程師學會)的期刊，2019年7月23日的IEEE Transactions on Sustainable Energy網路版。