跨域科技產業創新研究學院

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為因應「跨域科技產業創新」的需求,臺師大成立「跨域科技產業創新研究學院」,以學院為統整單位,透過學院整合不同領域師資及教學資源,同時結合市場的趨勢與企業前瞻研發需求,讓學院成為跨領域創新的推動引擎,形成學企合一,使學生能夠在跨領域學習及前瞻技術商業化的框架下,達到即學即用的目標,同時將學研成果帶進企業。 為呼應政府提出產業創新為重點策略方向,研究學院下設置 「AI跨域應用研究所」及「綠能科技與永續治理研究所」二大研究所。其中「AI跨域應用」為教育部產業創新研究學院計畫擬定的五大重點領域中「人工智慧」及「智慧製造」項目;「綠能科技與永續治理」橫跨五大重點領域中「循環經濟」項目。 透過這二個研究所的設置,將建立學術界與產業界間系統性協力機制,緊密連結學校與產業,共同投入前瞻應用研究並培育人才,使臺師大成為產業創新的合作夥伴。

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    太陽能儲電系統的應用研究
    (2025) 曾驛傑; Zeng, Yi-Jie
    本研究於國立臺灣師範大學建置一套太陽能儲電系統,核心結構包含太陽能模組、OPTI逆變器、鋰鐵電池、四路Modbus控制模組與多功能監控平台,支援尖峰放電、離峰充電、時間電價控制等調度策略,且依據用電特性進行參數調整,實現能量最佳化與成本控管。為驗證系統效能,本研究針對同一太陽能結合儲電系統於不同負載條件(500W、1000W、1500W)下之運行表現進行實測與效益分析,評估其能源調度能力、經濟性及減碳潛力。結果顯示,該系統具備良好的適應性與運轉穩定性,能依據時間電價與負載需求,透過控制策略降低尖峰電價負擔與市電依賴,並自動於離峰低價時段進行電池充電,產生明顯的節能與環保效益。整體而言,系統於不同負載條件下皆展現出良好的能源調度能力,電費改善率平均降低約40%,具穩定回售潛力與減碳能力。本研究結果驗證太陽能儲電系統於分散式能源應用中之可行性,未來可進一步導入AI預測模型與虛擬電廠架構,對於推動智慧建築、低碳社區與能源轉型具參考價值。
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    太陽能微電網電力調度技術研究
    (2025) 黃琳傳; Huang, Lin-Chuan
    本研究在師大汽車工廠一樓建置了兩組獨立型(離網型)太陽能系統,分別稱為S01與S02系統,接入市電且不進行市電回售,接著透過中央控制單元(CCU ,Central Control Unit),將兩組系統的逆變器電力輸出端進行連接,實現兩組太陽能系統之間的電力交換機制,藉此針對能源調控效益、減碳效果與經濟性進行實測與評估。首先在太陽能模組正常供電的情況下,進行單邊負載與雙邊負載的架構測試,單邊負載(單戶負載)表示只對S01連接負載,S02不連接任何負載的狀態,雙邊負載(雙戶負載)則是對S01與S02系統皆有連接負載的狀態。結果顯示,單邊負載架構具備良好的調度穩定性與能源彈性,能有效整合太陽能與儲能資源,於200W至1000W負載範圍內皆可維持約30%的調度時長比例,隨負載上升,其節電與減碳效益亦同步提升,年節電量可達1095 kWh,年減碳量達518.3 kgCO₂e。而雙邊負載因兩側負載同步消耗能源,較容易導致系統調度時間比例下降至10%以下,然而在負載配置不對稱(如800W與200W)時,調度機會與節電比例(最高可達16%)反而顯著提升,顯示其具備潛在的優化空間。根據實驗結果,進一步於負載總量維持1000W(S01/S02)的條件下,分為對稱組(500W/500W)、非對稱組(800W/200W)、單掛組(1000W/0W)三個組別,探討不同負載分配組合對系統調度行為之影響。實測發現對稱組因兩側壓力相近,難以有效啟動電力調度,未能發揮CCU的協同優勢;而負載分配明顯不對稱的非對稱組,則能有效促進電力交換,且單次調度時間更長,使買電方有更長時間充電,緩解儲能壓力同時降低電池過度放電的頻率,提升系統穩定性及能源利用率;而負載完全集中於單側的單掛組雖可激發CCU經濟效益,卻也使電池頻繁觸發安全保護,長期將增加故障與老化風險。綜合比較,不對稱負載組合可兼顧調度效率及電池壽命,具備較佳的優化潛力。在故障容錯性方面,單戶負載於單側太陽能模組失效時,系統在中高負載條件下容易出現電壓下滑與調度頻繁之情形,儲能負擔加劇且供電穩定性下降,特別在1600W長時間運行時更為顯著。相對地,在雙戶負載架構下,若正常供電方負載較小,系統更易啟動電力調度支援故障方,實現微電網備援設計理念,提升系統整體韌性。經濟效益方面,依據台電113年公告之尖峰電價(4.9元/kWh)與碳排放係數(0.474 kgCO₂e/kWh)估算,單戶負載雖可每年節省1000元以上電費並產生具經濟價值之碳費節約,但設計合適的非對稱掛載(S01:800W/S02:200W),更加能夠在經濟效益與系統穩定性上達成平衡,建議未來應結合智慧調度策略與主從式負載設計,以提升系統於多變應用場域中的可行性與穩定性。