"動手學科學/物質科學Ⅲ/簡單的家用儲能設備" 修訂間的差異

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(五、儲能設備同時支持「家庭電力備援」與「露營」)
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==五、儲能設備同時支持「家庭電力備援」與「露營」==
 
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===探究問題===
 
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於 2025年2月20日 (四) 06:27 的修訂

簡單家用儲能設備——課程設計

目的

  1. 理解能源儲存與供電的基本概念:學習電能如何儲存與釋放,認識家用儲能設備的應用。
  2. 動手實作微型儲能系統:組裝並測試太陽能發電與蓄電裝置,建立基礎電學與能源轉換的概念。
  3. 探討能源自主與防災應用:了解微電網如何在災害時提供緊急電力,思考儲能系統在未來生活中的可能性。

原理

  1. 電能儲存與轉換
    • 利用太陽能光電板將光能轉換為直流電(DC)。
    • 透過控制器調節輸入電壓,保護電池並確保穩定充電。
    • 鋰鐵電池(或其他安全儲能設備)用於儲存電能,以供日後使用。
    • 逆變器將直流電(DC)轉換為交流電(AC),提供給家用電器使用。
  2. 微電網與獨立供電
    • 當主電網供電正常時,儲能系統可與電網並聯,協助負載平衡,減少耗電成本。
    • 當停電或災害發生時,儲能系統可轉換為獨立供電模式,確保基本用電需求(如照明、通訊設備)。

場地

  • 科教館B1R04教室。
  • 科教館停車場。

材料準備

  1. 太陽能光電板(50W 以上)——提供再生能源輸入
  2. 太陽能充電控制器——管理電流,防止過充/過放
  3. 儲能電池(鋰鐵電池或鉛酸電池,12V 以上)——存儲電能
  4. 逆變器(300W 以上,DC 轉 AC)——提供家用電力輸出

活動流程

  1. 基礎概念講解
  2. 簡單儲能系統演示
  3. 應用與討論
    • 可模擬災害情境,測試設備是否能獨立供電
    • 討論如何設計更完善的家用儲能系統
    • 反思能源自主的重要性

注意事項

  • 電路安全:所有連接需確認正確,避免短路與過載。
  • 電池使用:避免過放電與過充,延長電池壽命。
  • 逆變器功率限制:不可超過逆變器的額定負載,避免損壞設備。
  • 戶外操作安全:太陽能板應避免潮濕與積塵影響效率。
  • 適當散熱:確保電池與逆變器的散熱環境,避免過熱。

一、上次活動的討論

二、電力的長距離輸送

三、離峰與尖峰電價差

四、磷酸鐵鋁電池

五、儲能設備同時支持「家庭電力備援」與「露營」

(一)移動到美崙街停車場

(二)參觀車用發電與儲能設備

探究問題

為何長距離輸送電力運用交流電?

Ans: 因為這樣才能降低電流,減少功率的損耗,而逆變器(將直流電轉換為交流電的電力電子裝置)就變得很必要

利用離峰與尖峰電價差,能怎麼「福國利民」?

Ans: 利民:吸收投資設備的成本,可以有更多經費建置家用儲能設備(磷酸鐵鋰電池)
福國:減少電廠的總量,減少對環境的影響,減少政府支出,讓國家運作更有彈性

目前家用儲能設備每度成本多少?

Ans: 目前電芯每度大約3000元,電池每度8000元。

如何讓家用儲能設備同時支持「家庭電力備援」與「露營」?

Ans: 讓設備增加可移動性,比如說改成行李箱或手提。