企業正積極尋找減少能源消耗、減少廢棄物及提升營運效率的方法。然而，其中一項最根本的機會——電壓驟降保護——卻常被忽略。它不僅有助於確保營運可靠，若正確應用，更能協助實現永續發展目標。我們將在本部落格稍後進一步說明電壓驟降保護的重要性，並討論評估解決方案時應考慮的因素。現在，讓我們來了解什麼是驟降保護。
認識電壓驟降保護
電壓驟降（又稱電壓跌落）是電壓水準的短暫下降。這些跌落可能因電網擾動、突發負載變化或設備故障而發生。雖然經常不被察覺，但電壓驟降的發生次數高於完全停電的次數。若未加以緩解，電壓驟降可能導致非計劃性停機、廢料增加及設備損壞。
電壓驟降校正系統能偵測這些瞬態電壓變化，並迅速反應，將電壓水準穩定於可接受範圍內。在許多產業中，使用電壓驟降校正系統將帶來正面的財務及永續性影響。
使用電壓驟降保護的好處
- 減少停機時間：電壓驟降會干擾製程，導致昂貴的生產停機及產品品質問題，並降低營運效率。應用電壓驟降保護有助於最大化生產時間並最小化產線重啟等待時間。
- 減少廢料：電壓驟降常導致意外停機，造成材料損壞或無法使用，增加設施廢棄物產出，或需額外人力進行重做。若為高價值產品，如半導體晶圓，一次電壓驟降事件即可造成重大財務損失。
- 提升設備可靠性：透過確保電壓穩定，電壓驟降校正系統有助於保護敏感設備免於損壞及過早故障，延長壽命並降低維護成本。
電壓驟降保護若實施不當，將增加營運成本並偏離永續發展目標。在評估電壓驟降校正系統及優化永續成果時，需考慮多項因素，包括：
1. 選擇高效節能的緩解設備：電壓驟降緩解設備的能源效率對永續營運至關重要。評估緩解裝置時，應考慮轉換效率、待機功耗及總體能耗。選擇高效率、低待機功率的裝置，以減少能源浪費。以1MW電壓驟降校正系統為例，僅提升1個百分點的能源效率，一年即可節省87600kWh，相當於八戶美國家庭的用電量，並可節省超過USD10000的能源成本。
根據電壓驟降緩解設備的類型及其運作點，整體效率可從低於80%至超過99%。此外，電壓驟降緩解設備的損耗會以廢熱形式出現，低效率裝置需額外冷卻以排除熱量，進一步增加能耗。選擇高效能的驟降緩解設備對營運永續性有重大影響。
2. 針對性應用電壓驟降保護：僅在必要處應用驟降保護對永續性同樣重要。設施可嘗試以大型驟降校正系統保護大部分區域，以解決電壓驟降問題，雖可解決問題，但每一瓦流經電壓驟降校正系統的功率都會造成系統內功率損失。更永續的做法是僅針對對電壓驟降敏感的設備。例如，設施可能有1MW馬達及10kW控制面板，馬達本身對大多數電壓擾動具備韌性，控制面板則較敏感。若對馬達及控制面板同時應用99%效率的驟降校正系統，系統損失為10.1kW；若僅保護控制面板，損失則降至100W。
建議進行全面電力品質評估，以識別需電壓驟降保護的關鍵設備及敏感製程。採用針對性保護方案可避免在全廠不必要地部署緩解裝置，進而優化資源並降低能耗。
3. 優化儲能配置：用於電壓驟降保護的儲能模組（如電池、電容器、飛輪等）皆有損耗，儲存能量越多，損耗越高。超過90%的電網事件為持續2秒或更短的電壓驟降，無需大量儲能即可解決大多數設施問題。選擇與緩解電壓驟降所需能量相符的儲能選項，避免過度配置。高效儲能管理對永續電壓驟降校正系統至關重要。
4. 選擇長壽命技術：減少電子廢棄物是永續資產管理的關鍵。選擇設計堅固、高可靠性及長壽命的電壓驟降保護裝置，可降低組件更換頻率。優先選用具永續材料及可回收性的組件，以減少處置或回收時對環境的影響。例如，鉛酸電池僅有3～4年壽命，而部分電容器系統可運作15年以上，後者不僅更永續，也降低電壓驟降校正系統的總擁有成本。
在評估解決方案時，請參考Allen-Bradley® DySC® 產品系列。這款來自Rockwell Automation的電壓驟降校正器是永續的電壓驟降保護選擇。多數型號能源效率超過99%。產品涵蓋250W～2MW，設施可依需求選擇合適規格。DySC產品提供多種儲能選項，讓客戶可依需求選擇適當儲能量。對於多數電壓驟降，DySC校正器可直接利用電網現有能源，無需儲能。DySC校正器的儲能電容器設計可於產品全壽命期間無需更換。
電壓驟降保護對於提升營運效率的企業而言不可或缺。投資先進保護系統可提升設備可靠性，並最小化停機，同時促進永續未來。採用這些創新解決方案，不僅有益環境，更能強化企業在變動能源環境下的競爭力與韌性。
