新冠疫情解封，這陣子的全民運動就是出去玩，溪邊玩水、爬山、看日環食好不暢快！日環食那天剛好是週日，大家都不用上班，為了看兩百年難得一見的天文奇景，各大觀賞景點人潮塞爆，大家都在FB上炫耀拍攝到日環食的照片。
那天不只你休假，太陽能也休假。因為太陽被月亮遮住了，太陽能板沒事幹。原本還在上工生產約1,730 MW的太陽能，下午短短的一個多小時，生產力一路降到剩42 MW，天哪，發電量掉了98%！太陽能雙手一攤說：「沒辦法，我是看天吃飯的。」
這對電力系統的衝擊量不小（註一），但當天這種出力變化對台電這頭大牛來說，扛得住。可是我們之前的文章反覆說，2025年太陽光電裝置容量20GW全部上工時，再遇到太陽能發電量瞬間人間蒸發，連台電都只能雙手一攤了。
電力輔助服務是神救援，備轉容量是板凳球員，兩者缺一不可
如果你是一個球隊老闆，遇到先發球員上場打個幾分鐘後竟然跑去睡覺，基本上你的解決方案就是：多買些後備球員，救援、板凳兩相宜。
在電力系統，李維拉這種等級的神救援，就是電力輔助服務；一般板凳球員，就是備轉容量。電力輔助服務我們已經寫了一系列火紅的文章，我們今天回頭來說說什麼是備轉容量。
備轉容量，就是坐板凳的發電機組，已經完成暖身，有事可快速上場，基本就下面這三種：
大型機組：例如新式燃氣機組
中型機組：例如新式燃煤機組、燃氣機組
小型機組：例如傳統燃煤機組、燃氣機組、（抽蓄）水力機組
要準備多少備轉容量才夠用？《政府要工商業大戶強制節電5%，是絕招還是沒招？》這篇文章中說，現在的規定是台電要準備10%的備轉容量率，備轉容量率就是當天發電量和備用量的比例。
10%備轉容量率這個規定有無優化的可能？
準備備轉容量，就跟準備後備球員一樣。你是球隊老闆，你會想，要如何用最經濟、又確保能贏得比賽的情況下，準備後備球員？
同理可證，你也會想，10%備轉容量率這個規定有無優化的可能？
用球隊老闆的邏輯，一個球隊25人，準備10%那就是準備個2.5人，如果只準備2人，少準備0.5人，萬一需要後援上場的時候就沒人了；如果為了要準備這0.5人，則這人只好用兼職的方式，平時讓他去開餐廳賺錢，要打球時再上場。但因為他是兼職，所以平時練習不足，上場打球可能會漏接，甚至可能因為他餐廳有重要的客人要接待，時間喬不出來，所以季後賽他缺席了。
這是什麼邏輯？我從來沒有聽說過用這種策略經營還能得冠軍的球隊！
使用備轉容量率(%)來執行電力調度的壞處是，夏天會準備太多，冬天則準備太少
備轉容量率是電力供應的馬奇諾防線，在夏天，這條防線大概是3,700MW；在冬天特別是春節期間，這條防線大概是2,000 MW，根據過去的經驗，在一天內最高損失的出力只要超過1,800MW，這條防線在冬天很有機會輕易被攻破。
我們確實可以讓救援投手上場，但現有的電力輔助服務暫時不是李維拉，因此我們先簡單理解能守住這條防線的，就是板凳球員，也就是備轉容量。
但是我們在《用韓國瑜的養生邏輯搞懂為什麼我們對能源的「創新思維」常常行不通》為你解釋過電力系統的底層邏輯，每種發電都有需要的喚醒時間，這些「球員」都有它的脾氣，球員會生病（燃氣）、請假（燃煤）、睡覺（再生能源）、退休（核能），不是隨開隨用，也不是說關就可以馬上關。防線拉這麼長，買0.5個球員又不能贏得比賽，你必須讓球員每場比賽都坐在板凳上，只要教練覺得有需要，隨時換他上場才行。用備轉容量率來執行電力調度，邏輯聽著合理，實務上卻優化不足。
理想的解法是：用備轉容量(MW)，不要用備轉容量率(%)
臺灣電力系統運轉調度的準則是「發生最大機組N-1跳機事故不能導致低頻卸載，即頻率不得低於59.50Hz連續超過50秒」。什麼是N-1？其中的「1」是指電力系統會為了控制電網頻率而預備的量能，此量能相當於系統中最大的電力供給來源，翻成白話文的意思是要隨時準備一個最大的大型機組當備轉。
實際運轉時，除符合上述規劃外，還須維持系統穩定運轉與機組故障後之備援需求，因此一般是使用N-2原則。
既然都已經是用「量」的角度在思考，備轉容量率(%)何不也改用備轉容量(MW)呢？
剛剛說的三種可以出力的機組，依目前台電的系統，其出力大小分別為，
大型機組可以出力1,000MW
中型機組可以出力800MW
小型機組可以出力600MW
混搭之後，要達到充足的備轉容量，我們可以準備兩台大型機組共2,000MW，安全起見再加上一台中型機組800MW作為系統調整頻率使用，總共2,800MW的備轉容量，之後再根據再生能源的併網進度動態調整，這樣馬奇諾防線就不容易攻破。
用備轉容量(MW)，不要用備轉容量率(%)，就是我們提出的解法。
One more thing，身為球隊老闆，你不應該限制教練哪些球員可以用，哪些球員不能用，既然花錢買了球員，就要好好用，不用那就不要買！
在能源業，可怕的不是能源高手比你努力，而是高手的全局思維比你正確太多。恭喜你，透過這篇文章，你與能源高手的距離又拉近了一步。
（註一）2020年6月20日當天下午的日環食，使太陽能發電量減少約1,688 MW，以其太陽能發電量最低點時的電力系統總負載29,295 MW計算，此出力損失約占電力系統總負載之5.8 %，幾乎等於備轉容量率燈號亮橘燈的警戒程度
作者介紹│楊雅雲
受到紀錄片《不願面對的真相》啟發，2009年大跨度轉行到台達電子文教基金會，領導莫拉克風災校園重建—那瑪夏民權國小重建工作。稀有的大跨度整合型專家，專業領域包括新能源、智慧電網、電動車、儲能、節能、循環經濟、綠建築，擅長把最專業的綠色科技行話，翻譯成最淺的白話文說出來。2014年創辦綠學院，同時為Green Impact Lab綠色創業加速器的共同創辦人，著有《綠領建築師教你設計好房子》一書。
嚴嘉鑫
有著非常嚴謹的工程師思維，鑽研能源資通訊技術多年，擅長節能、需量管理、智慧建築、智慧家庭等領域。不斷地思考與尋找既保護環境、又能永續經營的商業模式與能源資通訊產品，正好遇上全世界吹起的人工智能風口，希望在能源轉型浪潮中貢獻一己之力，將資通訊系統智慧化，現任思納捷科技產品部經理及綠學院綠色帶路人。
本文經授權轉載自綠學院(原標題：搶救太陽能大兵！板凳球員出奇招）
責任編輯/林安儒
