1 電源改善工程委託技術服務及節能管理實務經驗分享 日期 :106 年 3 月 22 日 百齡高中研發處主任劉文正
研討主題大綱 2 壹 前言 貳 談節能的方法 ( 一 )( 二 ) 参 電源改善工程招標文件範本選用肆 電源改善工程節能管理實務經驗分享伍 問題討論與心得交流
壹 前言 - 暮然回首 3 百齡工程 95-105 年 94 年無情的火把至美樓變電站燒成焦黑 (450Kva)-- 新任校長請邀我去接總務 95 年電源改善工程 - 更新至真至善至美樓配電站 ( 蒸飯箱改自動定時加熱系統 ) 96 年主變電站遷移工程 -B1 游泳池 -1F 庭院旁 (600kva) 98 申請教育部高中優質化及永續校園計畫 - 設置電力及冷氣監控計費刷卡系統 裝設高中部 24 間冷氣機工程 98 年全校教學廣播系統工程 通訊系統汰換工程 99-100 年燈具汰換 T5 及 -( 加裝自動燈控系統 ) 101 年裝設教室 T5 燈具及汰換活動中心球場高效率複金屬燈具 102 年國中部 42 間冷氣機工程 ( 契約容量調高 670kva) 103 年會議室及專科教室全面加裝刷卡機及溫度計, 冷氣 26-28.c ( 契約容量調降 650kva) 103 年校園體檢主變電站發現出現異音, 原廠複檢 ok. 104 年現在規劃 105 年電源改善工程. 會議室冷氣改善工程 104 年永續校園計畫 - 雨水回收系統建置完成至 105 年完成真善美三棟教學大樓雨水回收系統至目前有效回收 5000 頓 105 年智慧教室及綠能規劃推動及 106 年 3 月完工
問題核心是 what? 4 冰凍三尺非一日之寒, 變電站燒起無名火? 主變電站為何要遷移? 要搬到哪兒? 學校的契約容量怎麼估算?500->600> ->670->650kva why? 一度電費怎麼算? 學生冷氣如何收費? 電力需量控制及冷氣監控系統及燈控系統有何用? 校長 行政主任 老師及家長, 針對裝設冷氣問題看法? 頂樓如何評估裝設冷氣機? 如何加裝涼風扇?
這麼多問題怎麼辦?How to 5 do? 冷氣機數量一直裝, 用電如何管控 教學的理念是冷氣機電源當開則開, 當用則用, 總務處行政立場又如何? 校園節電有哪些方法? 電源雜亂管線如何整理或美化? 教室冷氣不良, 增加冷氣電費太貴怎麼辦? 契約容量如何調整? 您的想法是 問題如此之多, 您如何聚焦解決問題?
以下情形請問你該怎麼辦? 6 Q1: 學校設備冷氣一直增加, 契約容量爆炸如何因應? Q2: 變電站臨時故障學校, 正在上課中如何處理? Q3: 變電站失火學校, 要如何處理? Q4: 學校建築, 如何節能? Q5: 電源改善工程施工時, 沒電暑假學生如何上課?
我的想法是 7 無厘頭時 : 不管如何, 定時開能源管理討論吧! 無助時 : 找工程專家或有經驗者協助? 意見不同時 : 異中求同工程發包不出去時 : 該捨去工項就要捨去無法兼顧時 : 建立施工優先秩序意見多無法整合 : 找校長出面協調經費不足時 : 找教育局或其他資源沒制度時 : 建立 sop
貳 談節能具體方法 ( 一 ) 8 硬體改造 永續校園局部改造工程 : 建築物遮陽系統工程 雨水回收系統再利用 太陽能板發電工程 水風力發電工程 電力系統改善工程 電梯發電回收工程 智慧綠能工程 軟體改造 落實節能教育 電梯發電回收再利用 節能建置數位電力教育看板 電力監控系統 智慧綠能雲端管理平台
永續校園局部改造及智慧綠能 9 永續校園局部改造 - 目標打造低碳綠能校園 要打造低碳綠能校園 ( 或不願面對全球暖化真相 )
永續校園局部改造位置圖全區計劃圖 1 0 雨水回收利用廁所沖馬桶 北 雨水回收利用澆灌系統 雨水回收利用澆灌系統 游泳池水回收利用 遮陽系統 人行道花舖澆灌系統
11 永續校園 - 雨水回收再利用系 統
台灣地區建築物夏季平均日射量比例圖 1 2
貳 談節能具體方法 ( 二 ) 1 3 了解學校使用能源情形 - 如用電 水或冷氣電力使用情形及習慣 成立節能小組 - 擬具計劃確實推動與執行 有效改善控制 - 增設自動控制器 ( 電力監控系統 ) 養成良好用電 ( 水 ) 習慣 - 隨手關閉不用電源 ( 水源 ) 減少流動電費 ( 水費 ) 節能教育推廣 - 學校擬具節能方針, 大家一起做才有效 善用智慧綠能平臺管理 - 智慧監控
夏季室內外來的熱源圖 1 4
各種遮陽效果圖 節能策略 1 5
學校大樓建築電力分布情形 1 6
百齡高中 - 電力節能控制系統 1 7
節能教育看板 _ 用電透明公開 1 8
機電設施定期保養 1 9
照明電器節約用電 - 汰換高耗 2 0 能設備 照明用電量則佔大樓中總用電量約 40%, 辦公大樓用電時間多集中在用電尖峰時間, 故提高照明效率, 減少照明耗電量實屬當務之急 目前照明燈具種類繁多, 部份燈具由於產品研究改良, 製造技術的進步, 品質及效率不斷地提昇, 新型高效率省電燈具已漸為市場主流 (T5 或 led) 建議您選用高效率燈具, 使您居家及工作環境明亮 美觀又節省電費
常用光源之特性比較 2 1 光源 種類 效率 (Lm/W) Ra 演色性 評估 色溫度 K 光色效果 用途 清光泡 6~25 10 0 極佳 2900 具暖和效果, 輝 度高 磨砂泡 6~25 具暖和 舒適效 果 稍微要求講究穩重氣氛之起居室 浴室等場所 顯現食物美色之餐桌照明 點滅次數多, 點燈時間較短之玄關 廁所等場所 白熾燈 真珠泡 10~15 光色柔和照明氣 氛快樂 鹵素燈 J 型 JCV 型 JC 型 JDR 型 10~20 10 0 極佳 3000 演色性佳 光色清晰 鮮艷 餐桌 客廳 壁飾等照明 晝光色 45~75 74 可 6500 白色 48~82 61 可 4200 微藍色光 具涼爽氣氛 微黃色光 具溫暖氣氛 一般場所 日光燈 晝白色 48~82 72 可 5000 白色光 具柔和氣氛 高演色性 58~95 95 極佳 5000 與白熾燈泡同要求真實色彩表現之場所 三波長晝光色 54~88 84 佳 6700 三波長白色 58~95 84 佳 5000 具清涼感 物體原色 清晰可見 柔和色彩 自然健康 書房 客廳 臥室等 水銀燈 清光 40~50 23 差 6000 刺眼 螢光色 45~70 53 尚可 4100 白色光 較不刺眼 庭園 景觀照明 室外通道照明 圍牆照明 轉角照明
常用照明用語 2 2 1. 照度 : 照度的定義為被照體單位面積所受的光通量, 其單位為勒克斯 (LUX) 每 一不同使用目的的場所, 均有其合適的照度來配合實際需要 例如, 一般家庭書房的全般照明照度約為 100LUX, 閱讀時則需要照度 600LUX, 此時可用檯燈作為局部照明, 以達到所需照度 照度太低時, 容易導致眼睛疲勞造成近視, 照度太高則過分明亮刺眼, 形成電力浪費 2. 色溫度 不同光色的光, 有不同的色溫度, 例如當光源色溫度在 3000 度 K 以下時, 光色開始有偏紅的現象, 給人溫暖的感覺 ; 色溫度超過 5000 度 K 時, 顏色則偏向藍光, 給人清冷的感覺 因此光源色溫度的高低變化將影響室內的氣氛 例如白熾燈泡色溫度為 2700 度 K, 有溫暖的感覺, 因此, 常用於臥室中 一般市面上照明產品多標示有色溫度, 可供消費者依所需選擇 下圖為自然光源與人工光源色溫度對照表
光源的選擇 2 3 白熾燈 ( 一般燈泡 )- 建議改用省電燈泡設備 特點 : 造簡單, 價格便宜, 安裝容易, 惟發熱量大, 增加空調負擔且壽命亦較短 光源效率差, 與同一亮度的日光燈比較, 耗電為日光燈的三倍 使用簡單的調光器即可達到調光的目的 色溫度偏低, 屬暖色光源, 夏天使用時感覺悶熱 演色性高, 立體感及色彩表現佳 適用場所 : 由於甚為耗電, 較適用於點滅頻繁或點燈時間短之場所, 例如, 浴室 玄關 陽台. 等, 或作為局部照明之光源
光源的選擇 2 4 日光燈管 : 特點 : 光源效率高, 比一般的白熾燈泡省三分之二電力 日光燈壽命約為白熾燈泡的五倍 有白色 晝光色 三波長太陽色及其他特殊顏色之燈管 白色日光燈有溫和感, 晝光色色溫高有清涼感, 而三波長太陽燈管演色性高, 可使物體清晰自然, 膚色感覺健麗, 且較以上二種燈管效率高 5%~10% 構造較為複雜, 價格較高, 但發熱量小, 壽命亦較長 目前市面上有 16 瓦 18 瓦 32 瓦 36 瓦 38 瓦等多種省電高效率燈管, 可有效節省用電 適用場所 : 居室 客廳 防盜燈 門燈 辦公室. 等點燈時間較長之場所, 與一般不需頻繁開關的場所 三波長日光燈管演色性佳, 省電性能及發光效率均佳, 適用於需高品質照明之場所
校園電力系統改善項目重點 2 5 遙測式電力數位監控管理系統種類 1. 整合式或單獨控制式 ( 如教室電力. 電燈. 冷氣. 單槍電視螢幕. 插座電源控制 2. 自動或手動功能設定 3. 改善重點項目 : 故障電源跳脫顯示警報及停電自動復歸裝置主變壓器或分變壓器容量及效能提升 責任分界點 : 進屋點之後電源總開關及分路開關 ( 箱 ) 線路老舊汰換 : 銅線或匯流排 bus Bars( 銅排或鋁排 ) 加裝電力電容器改善功率因數 100% 易淹水低漥位置遷移至高樓層工程契約容量提升 : 相對硬體設備容量提升太陽能板 / 風力發電系統 : 輔助電力系統應用數位電表遠端監控線路整理及迴路調整自動點滅式感應式開關管線通過處可搭配廊道藝術化工程施作電梯電力回收系統智慧綠能管理系統 照片引用 :http://www.kungchen.com/cubusbar.htm
校園電力系統改善施工注意 2 6 事項 避免施工人員熬夜發生工安事件施工人員皆必須有合格證照通電及停電前皆要有緊急應變措施校內配合人員溝通與障礙排除
契約容量如何訂定? 2 7 註 : 學校用電之基本電費以夏月契約容量每 kw 每月 223.6 元計算超約附加費容量 : 超出 10% 以內部分按 2 倍計收, 超出 10% 以外部分按 3 倍計收 從前, 電力公司將超約部分以罰款計收, 很多公家機關的會計部門看到電費單上有 超約罰款 的科目, 認為電氣負責人失職, 簽請議處 有些學校訂定契約容量過高, 每月支付基本電費也高, 沒有超約不需繳交超約附加費 ; 有些學校契約容量過低, 經常被加收高額超約附加費 學校用戶必需在多繳基本電費和超約附加費之間掙扎 用戶每年可調整檢討契約容量
如何看電費單 ( 超約 ) 2 8
契約容量如何訂定? 2 9 容許超約省錢多多 某校試算例子
契約容量如何最佳化? 3 0 學校可以一年份的電費單分析精算 - 用台電程式建議或自行估算 ( 平均值 ) 容許 >=10% 超約, 可以省錢多多可以每年定期檢視修正及可調整
找出契約容量最佳點 3 1 超約 10% 以下
採用新型變壓器效能高 3 2 非結晶矽變壓器 : 鐵損低僅傳統鐵心變壓器 1/10 損耗, 更省電
非晶質環保型高效率變壓器 3 3
鑄模式變壓器 : 油浸式變鐵心壓器 3 4
導線材料效能 3 5 圓銅線 : 易有集膚效應 ( 價格高 ) 匯流排 : 銅排導電率約 95%. 鋁排約 67%( 價格較銅排便宜 ) 引用 http://www.furukawa.co.jp/tukuru/pdf/auto/auto_tech.pdf 注意 : 硫磺區學校建議不宜用銅排
接地及裝設 3 6 依據屋內配線裝置規則變壓器應裝設接地銅板 不同類設備接地電阻標準值不同, 例如變壓器應接地 50 歐姆, 如測量電阻值小於 50 歐姆則可以防止感電及漏電, 為合格, 若電阻值過高於標準, 則可判定為不合格
導線絕緣及導線盒固定 3 7 新線路完成架設後, 舊線路應拆除導線盒護管夾須固定牢固考慮建築物的顏色搭配導線配管標示或絕緣處理
百齡高中 _ 鋁匯流排 3 8
電力需求及節能效益評估 3 9 電源改善節能效益評估 1. 建立需求統計及汰換效益分析表 2. 契約容量評估 3. 是否具智慧綠能管理
4 0
4 1
契約容量之檢討訂定 4 2 與台電公司約定之用電容量, 並作為基本電費計算之依據, 依用電種類不同可分為裝置契約容量與需量契約容量兩類 1. 裝置契約容量為各用戶以其用電設備之總裝置容量訂定契約容量 2. 需量契約容量為用戶與台電雙方約定 15 分鐘平均之最高需量值為契約容量
裝置契約容量與需量契約的差別在 哪裡? 4 3 解答 : 裝置契約容量與需量契約的差別在哪裡? 我舉例 1 下你就懂了... 如果說你工廠用的機台為 5kw.. 然後 2 台 ~~ 就可以使用裝置契約 ~ 容量訂 10kw.. 台電會隨時派員去檢查是否真的為 5kw 的 2 台.. 而裝置契約用的電表是沒有辦法計算你最高需量值.. 但是如果台電發現你哪天用電超過 10kw.. 這是他會至用電戶量出所有用電需量追繳 1 年費用.. 然後要求你辦理增加契約.. 可以不辦.. 但每年來罰.. 如果是使用需量契約就是指你需求多少契約就訂多少.. 超過 10% 以內追繳超出部份基本費 2 倍 ~ 超過 10% 以上追繳超出部份基本費 3 倍.. 需量契約所使用的電表是可以計算出最高需量的... 他內部設計就是最高需量超過 15 分即記錄至電表計憶內.. 然後抄表時即可知道當月最高需量
台電幫你計算契約容量 4 4 契約容量最調整至最佳化 : 由 670->650->600kva
参 招標文件範本選用 4 5 1. 臺北市政府 ( 機關全銜 ) 公共工程技術服務契約範本 105.8.19 ( 電機技師委託設計服務採購案 ) 2. 臺北市政府 ( 機關全銜 ) 投標須知範本 106.1.23 3. 臺北市政府工程採購契約範本 105.8.19
電機技師委託技術服務費 4 6 請依照台北市政府教育局所屬機關學校委託設計監造費提列標準原則編列 屬於第三類工程五百萬以下 -----6% 超過 500 萬 ~2500 萬 -------5% 超過 2500 萬 ~1 億元 -----------4%
臺北市政府採購資訊網下載 4 7
至臺北市政府採購資訊網下載範本 4 8
下載機關相關標案文件參考 4 9
政府電子採購網下載歷史招 5 0 標文件
歷史招標文件 - 線上瀏覽 5 1
招標文件下載 5 2
設定存放檔案路徑 5 3
開索引檔清單 5 4 按 enter
下載清單核對文件 5 5
電機技師資格設定 5 6
冷凍空調 ( 電機 ) 技師資格查詢 5 7
技師資格及懲戒審查 5 8
注意 : 電源系統改善工程期程 5 9 5.106 年工程執行及管考 (P.78)- 第三類工程 ( 行政辦公室 廊道 遮陽板 圖書館 教室 電源改善 空調系統 照明 監視 廣播工程發包時限 -106 年 4 月中旬前完成上網 5 月底決標 8 月底完工 6.500 萬以上工程需送發包中心 ( 耐震補強工程除外 ), 必須將發包所需資料於 106.3.31 前發文送該中心辦理後續發包事宜
肆 電源系統改善工程節能管理實務經驗分享 6 0 95 年低壓受電盤 96 年高壓配電盤 104 年主變壓器汰換 105 年雨水回收 105-106 智慧綠能教室及 3d 虛擬實驗室建置
95 年低壓配電盤更新 6 1
95 年低壓配電盤更新 6 2
95 年低壓配電盤更新 6 3
臺北市立百齡高級中學 105 年度電源改善工程 6 4 簡 報
96 年高壓變電站 6 5 既設變電站
96 年高壓配電盤單線圖 6 6 高壓單線圖
主變壓器擴充需求計算 6 7 汰換既設高壓模鑄變壓器 規格 : 1.TR1 1250KVA 3 4W 11.4-22.8KV/220-380V 2.TR2 750KVA 3 4W 11.4-22.8KV/220-380V 3.TR3 600KVA 3 4W 11.4-22.8KV/220-380V
現場勘查 現 況 1. 既設高壓模鑄變壓器因使用年限已久, 設備老舊 2. 變壓器噪音值變大 3. 變壓器放置於配電盤內, 不易散熱
規劃 6 9 說明及對策 : 1. 建議汰換為高壓油浸式非晶質節能變壓器 2. 高效率 低鐵損 低噪音非晶質鐵心節能變壓器 3. 容量提升, 因應未來各科及數位式教學 4. 低鐵損可節省電費支出
效益 7 0 1. 模鑄式變壓器效率約 97% 損耗 =10,900W+13,600W+18,500W =43,000W 2. 非晶質變壓器效率約 99% 損耗 =7,500W+9,985W+14,700W=32,185W 43,000W-32,185W=10,815W( 節省損耗 ) 10.815KW 24HR 365 天 5 元 / 度 =473,040 元預估每年可節省 473,040 元電費, 約 5 年即可回收
規劃 7 1 非晶質變壓器運用實例
肆 電源系統改善工程實務分享 7 2 校園數位需量監控主機班級及專科教室數位刷卡機及計費電表電燈數位排程自動控制系統節能教育看板功能 95 年低壓配電盤電源改善工程 96 自設變電站高壓配電盤遷移工程以 105 年度規劃高壓配電盤主變壓器更新工程為例機電定期保養記錄
校園數位需量監控主機 7 3
需量超載 - 紅燈 7 4
需量正常 - 綠燈 7 5
各班冷氣用電報表 7 6
每日全校用電使用報表 7 7
班級及專科教室數位刷卡機及計費電表 7 8
電燈數位可排程自動控制系統 7 9
節能教育看板 _ 用電透明公開 8 0
百齡高中 - 冷氣節能控制計費 8 1 系統
改善電費比較表 8 2
照明節約用電的方法 8 3 1. 提昇既設照明設備之照明效率 2. 汰換低效率之光源與燈具 3. 採取有效照明方式 4. 利用自然光源 5. 運用配電及控制系統的省能方法 6. 良好的用電策略管理及節能教育
8 4
8 5
適當調整契約容量 8 6 每年省下罰款電費約 120,000 元 670->650 kva
8 7
高低壓配電盤定期檢修 8 8
學校智慧綠能管理平台 8 9 建立 1. 電力管理 2. 空調管理 3. 照明管理 4. 停車管理 5. 安全管理 6. 災害管理 7. 氣候預報 8. 節水管理
百齡高中智慧綠能教室特色 9 0 綠能環控系統 : 溫濕度 co2 保全 等情境設定 結合 3d 虛擬課程 : 國中生物 國中理化 國中地科.. 生活科技課程 : 雨水回收系統教案 電梯節能 3D 虛擬體驗
智慧教室環控及情境 環控系統特色 : 二氧化碳監測 溫溼度控制 照度監控 門禁管理系統 消防安全 節能控制 智慧教室教學情境模式 : 一班教學 投影教學 小組討論 腦力激盪
百齡高中智慧綠能教室特色 9 2
智慧教室環控體驗
3D 虛擬實驗室 - 理化 生物 地科
百齡高中智慧綠能教室特色 9 5
真善美頂樓雨水及游泳池回 9 6 收再利用系統 - 節約水資源
電梯節能虛擬實境 VR 體驗 9 7
伍 討論與心得交流 9 8 電力改善系統注意事項有哪些? 契約容量如何調整 如何讓工程賦予教育價值? 如何讓師生與工程對話? 電力監控系統作用? 何謂學校如何建置智慧綠能?
結論 9 9 用科技方法不見得是解決問題的萬靈丹 -- 落實永續校園理念, 人類生態環境才不被破壞殆盡 頂樓日照解決高溫夏季悶熱問題小故事 您可以做到的十件事 ( 不願面對真相 ) 1. 換上省電燈泡 6. 抵制過度包裝禮品 2. 避免開車 7. 設定室內恆溫器 3. 資源回收 8. 重一顆樹 4. 定期汽車保養 9. 隨手關閉電源 5. 節約用水 10. 保護地球人人有責
參考文獻 教育部節能手冊 教育部學校照明手冊節能宣導資料 HTTP://WWW.HPLUS.COM/ESCOS http://www.radi-cloud.com.tw/radicloudsystem.html http://www.fortune.com.tw/2006/chinese/tech1.asp 華程電機非晶質環保變壓器 美國副總統包爾演說 - 不願面對的真相 - 你可以做到的十件事 臺北市政府教育局 - 學校用電管理人員之培訓研討會 -103.11.10 資料 臺北市政府教育局工程及管考研習會資料 -105 年 臺北市政府採購資訊網 - 招標文件範本 https://gpis.taipei/frontfunction/affair/wfrmrule.aspx?categor y=2&code=group_code 資策會智慧綠能管理 insenty 1 0 0
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