TW201918980A - 能量儲存網路及用於儲存與資本化離峰電之方法 - Google Patents

Abstract

一種與複數個物業{B_k}相關聯之用於儲存與資本化離峰電之能量儲存網路包括：複數個能量儲存裝置，其耦接至至少一個電提供商之一電網，每個能量儲存裝置能按需求充電或放電，且與一各別物業B_k相關聯；及一控制單元，其耦接至該複數個能量儲存裝置及該電網，且經組態以控制每個能量儲存裝置之操作，使得與該各別物業B_k相關聯之每個能量儲存裝置在一電需求低時在每日之一離峰時間以一離峰電量(W_off)_k自該電網充電，且在該電需求高時在每日之一高峰時間放電，以將一電量W_k提供給該至少一個電提供商。

Description

能量儲存網路及用於儲存與資本化離峰電之方法 【對相關專利申請案之交叉引用】

本申請案為現在已經被授權之由Yung Yeung在2015年12月30日申請之標題為「SYSTEM AND METHOD OF STORING AND CAPITALIZING OFF-PEAK ELECTRICITY」之第14/984,404號美國專利申請案之部分接續申請案，該美國專利申請案自身依據35 U.S.C.§119(e)主張Yung Yeung在2014年12月31日申請之標題為「SYSTEM AND METHOD OF STORING AND OFF-PEAK ELECTRICITY」之第62/098,712號美國臨時專利申請案之優先權及權益，該兩個申請案之全文以引用之方式併入本文中。

本發明大體上係關於能量儲存，且更確切地說，係關於能量儲存網路及用於儲存與資本化離峰電之方法。所儲存之離峰電可以銷售給電提供商以使物業所有者獲得利潤。

本文中提供之背景描述係出於大體上呈現本發明之上下文之目的。發明背景部分中論述之主題不應由於其 在發明背景部分中提到而僅僅假設成現有技術。類似地，發明背景部分提到之問題或與發明背景部分之主題有關之問題不應假設成現有技術中已事先認可。發明背景部分中之主題僅表示不同方法，其本身亦可以為發明。

今日對於全球電需求已有大幅增加。電力系統基本上係以燃煤發電廠、天然氣發電廠、及持續執行而無法在短時間內開啟及關閉之核能發電廠為基礎。由於電力無法被大規模儲存，因此必須在需要之時候生產及提供給消費者。電力供應通常在高峰時間(例如白日)都會短缺，另一方面，在離峰時間(例如夜間)之電力供應都會係充足的。

為了利用持續性電力，電力公司嘗試鼓勵人們使用夜間電力。供應高峰電力耗費成本，因此價格會驅使消費者將其負載轉移至高峰時間外，使離峰電更便宜。下述為高峰電力成本高之一些主要理由。傳輸瓶頸：大部分的發電廠都離城市很遠；若高峰需求大於帶電力給城市之傳輸線路之容量，供應者就必須在高峰時間中使用較近之發電廠(大部分為非常昂貴之燃氣電廠)。傳輸設備成本：電源線非常昂貴，且必須夠長才能維持最大高峰需求；將需求轉移至離峰時間可延遲電提供商安裝新的傳輸設備，並降低其執行成本。因為某些類型之發電廠(例如核能發電廠)必須在其整個壽命中都以一日24小時產生最大功率，因此離峰電亦會比較便宜；因而許多電力係在離峰時產生，且必須要銷售出去，即使係以較低之價格。若在離峰時間中所產生之電力可被大量儲存，並且在需要時返送回電網，那麼在解決能源短缺問題及降低發電所產生之環境污染之間會得到一個相當大的關 聯性。

因此，在本領域中存在有迄今未能解決之需求以解決前述缺失與不足。

在一個態樣中，本發明係關於一種與複數個物業{B_k}相關聯之用於儲存與資本化離峰電之能量儲存網路，k=1、2、...N，N為該複數個物業之數目

在一個實施例中，該能量儲存網路包括：複數個能量儲存裝置，其耦接至至少一個電提供商之電網，每個能量儲存裝置能按需求充電或放電，且與各別物業B_k相關聯；及控制單元，其耦接至該複數個能量儲存裝置及該電網，且經組態以控制每個能量儲存裝置之操作，使得與該各別物業B_k相關聯之每個能量儲存裝置在電需求低時在每日之離峰時間以離峰電量(W_off)_k自該電網充電，且在該電需求高時在每日之高峰時間放電，以將電量W_k提供給該至少一個電提供商。

對於該各別物業B_k，每日提供給該至少一個電提供商之該電量為W_k=(1-η_k)×(W_off)_k-(W_c)_k，其中η_k為儲存在與該各別物業B_k相關聯之該能量儲存裝置中之該電之損耗率，且(W_c)_k為該各別物業B_k每日消耗之所消耗電量。

該離峰電對於該各別物業B_k每日的收益量為P_k=R_k×W_k-(R_off)_k×(W_off)_k-μ_k×(W_off)_k，其中R_k為與該各別物業B_k相關聯之該能量儲存裝置中所 儲存之該電在該高峰時間銷售給該至少一個電提供商之費率，(R_off)_k為在該離峰時間對於該各別物業B_k自該至少一個電提供商購買該電之費率，且μ_k為用於維護與該各別物業B_k相關聯之該能量儲存裝置之管理成本。

對於該複數個物業{B_k}，每日提供給該至少一個電提供商之該電之總量為 該離峰電對於該複數個物業{B_k}每日的收益量為

在一個實施例中，該能量儲存網路進一步包括複數個電錶或感測器。每個電錶或感測器電耦接至與該各別物業B_k相關聯之各別能量儲存裝置，用於監測與該各別物業B_k相關聯之該各別能量儲存裝置之該離峰電量(W_off)_k及該電量W_k。

在一個實施例中，每個能量儲存裝置包括一個或多個可再充電電池、一個或多個超級電容器，或其組合。

在一個實施例中，該控制單元包含複數個控制器，每個控制器以可操作方式耦接至各別能量儲存裝置，用於控制該各別能量儲存裝置之操作。

在一個實施例中，該控制單元進一步包含主控制器，該主控制器以可操作方式耦接至該複數個控制器，用於控制該複數個控制器中之每一個之操作。

在一個實施例中，該主控制器包含一個或多個電腦、一個或多個行動計算裝置，或其組合。

在另一態樣中，本發明係關於一種儲存與資本化離峰電之方法。

在一個實施例中，該方法包括提供與複數個物業{B_k}相關聯之能量儲存網路，k=1、2、...N，N為該複數個物業之數目。該能量儲存網路包括：複數個能量儲存裝置，其耦接至至少一個電提供商之電網，其中每個能量儲存裝置能按需求充電或放電，且與各別物業B_k相關聯；及控制單元，其耦接至該複數個能量儲存裝置及該電網。

該方法亦包括藉由該控制單元控制每個能量儲存裝置之操作，使得與該各別物業B_k相關聯之每個能量儲存裝置在電需求低時在每日之離峰時間以離峰電量(W_off)_k自該電網充電，且在該電需求高時在每日之高峰時間放電，以將電量W_k提供給該至少一個電提供商。

對於該各別物業B_k，每日提供給該至少一個電提供商之該電量為W_k=(1-η_k)×(W_off)_k-(W_c)_k，其中η_k為儲存在與該各別物業B_k相關聯之該能量儲存裝置中之該電之損耗率，且(W_c)_k為該各別物業B_k每日消耗之所消耗電量。

該離峰電對於該各別物業B_k每日的收益量為P_k=R_k×W_k-(R_off)_k×(W_off)_k-μ_k×(W_off)_k，其中R_k為與該各別物業B_k相關聯之該能量儲存裝置中所儲存之該電在該高峰時間銷售給該至少一個電提供商之費率，(R_off)_k為在該離峰時間對於該各別物業B_k自該至少一個電提供商購買該電之費率，且μ_k為用於維護與該各別物業B_k 相關聯之該能量儲存裝置之管理成本。

對於該複數個物業{B_k}，每日提供給該至少一個電提供商之該電之總量為 該離峰電對於該複數個物業{B_k}每日的收益量為

在一個實施例中，該方法進一步包含監測該各別物業B_k每日之該離峰電量(W_off)_k、所消耗電量(W_c)_k及所銷售電量W_k。

在一個實施例中，該監測步驟係藉由複數個電錶或感測器執行，每個電錶或感測器電耦接至與該各別物業B_k相關聯之各別能量儲存裝置。

在一個實施例中，每個能量儲存裝置包含一個或多個可再充電電池、一個或多個超級電容器，或其組合。

在一個實施例中，該控制單元包含複數個控制器，每個控制器以可操作方式耦接至各別能量儲存裝置，用於控制該各別能量儲存裝置之操作。

在一個實施例中，該控制單元進一步包含主控制器，該主控制器以可操作方式耦接至該複數個控制器，用於控制該複數個控制器中之每一個之操作。

在一個實施例中，該主控制器包含一個或多個電腦、一個或多個行動計算裝置，或其組合。

在又一態樣中，本發明係關於一種儲存指令之非暫時性電腦可讀媒體，該等指令在由一個或多個處理器執行 時使得能量儲存網路執行儲存與資本化離峰電之操作，其中該能量儲存網路具有耦接至至少一個電之一電網且與複數個物業{B_k}相關聯之複數個能量儲存裝置，k=1、2、...N，N為該複數個物業之數目，其中每個能量儲存裝置能按需求充電或放電，且與各別物業B_k相關聯。

該等操作包括：在電需求低時在每日之離峰時間以離峰電量(W_off)_k自該電網為每個能量儲存裝置充電；及在該電需求高時在每日之高峰時間使每個能量儲存裝置放電，以將電量W_k提供給該至少一個電提供商。

對於該各別物業B_k，每日提供給該至少一個電提供商之該電量為W_k=(1-η_k)×(W_off)_k-(W_c)_k，其中η_k為儲存在與該各別物業B_k相關聯之該能量儲存裝置中之該電之損耗率，且(W_c)_k為該各別物業B_k每日消耗之所消耗電量。

該離峰電對於該各別物業B_k每日的收益量為P_k=R_k×W_k-(R_off)_k×(W_off)_k-μ_k×(W_off)_k，其中R_k為與該各別物業B_k相關聯之該能量儲存裝置中所儲存之該電在該高峰時間銷售給該至少一個電提供商之費率，(R_off)_k為在該離峰時間對於該各別物業B_k自該至少一個電提供商購買該電之費率，且μ_k為用於維護與該各別物業B_k相關聯之該能量儲存裝置之管理成本。

對於該複數個物業{B_k}，每日提供給該至少一個電提供商之該電之總量為 該離峰電對於該複數個物業{B_k}每日的收益量為

在一個實施例中，該等操作進一步包含監測該各別物業B_k每日之該離峰電量(W_off)_k、所消耗電量(W_c)_k及所銷售電量W_k。

在一個實施例中，每個能量儲存裝置包含一個或多個可再充電電池、一個或多個超級電容器，或其組合。

自下述較佳實施例之說明，並且結合下述附圖，即可清楚瞭解本發明之此等與其他態樣，雖可對其進行變化與修飾，然其皆不脫離本發明之新穎概念的精神及範疇。

100‧‧‧系統

101‧‧‧物業/住宅

102‧‧‧物業/辦公樓

109‧‧‧負載

110‧‧‧能量儲存裝置

120‧‧‧控制器

130‧‧‧電錶或感測器

150‧‧‧電提供商

152‧‧‧電網

210‧‧‧能量儲存裝置

220‧‧‧控制單元

310‧‧‧能量儲存裝置

320‧‧‧控制單元

321‧‧‧控制器

322‧‧‧主控制器

B₁、B₂、B_K、B_N‧‧‧物業

附圖說明了本發明之一個或多個實施例，並且與說明內容一起用於解釋本發明之原理。儘可能地，在附圖中使用相同元件符號來指代一實施例之相同或類似元件。

圖1為根據本發明之一個實施例之用於儲存離峰電及自儲存離峰電產生收益之網路。

圖2為根據本發明之一個實施例之用於儲存離峰電及自儲存離峰電產生收益之系統。

圖3為根據本發明之一個實施例之用於儲存離峰電及自儲存離峰電產生收益之網路。

圖4示意性地展示根據本發明之另一實施例之用於儲存離峰電且自其獲得收益之網路。

下文將參照附圖來更完整描述本發明，附圖中繪示了本發明之實施例，然本發明可體現為許多不同形式，並且不應被解釋為受本說明書所提實施例所限。反而，此等實施例經提供以使本發明完整並且對熟習此項技術者完全傳達本發明。相同之元件符號係指代圖式間相同之元件。

在本發明之上下文中、及在使用每一個術語之特定上下文中，說明書中所使用之術語一般係具有它們在該領域中之原始意義。用以描述發明之某些術語於下文中、或在說明書其他地方中討論，以對實施者提供關於本發明說明之其他指引。應當理解，同一事物可以一種以上之方式而言明。因此，替代性語言及同義詞可用於本文所說明之任一個或多個術語，亦未被設以任何特殊之意義，無論術語是否在本發明中詳細闡述或討論。某些術語之同義詞會被提供。單獨之一個或多個同義詞並不會排除其他同義詞之使用。在本說明書之任何地方使用之實例(包括本發明的術語之實例)僅作為實例，而非以任何方式限制本發明或任何實例術語之範疇與意義。同樣地，本發明並不受限於說明書中所提供之各個實施例。

將可理解，雖然術語「第一」、「第二」、「第三」等在本發明中係用以描述各個元件、組件、區域及/或區段，但此等元件、組件、區域及/或區段不應受此等術語所限制。此等術語僅用以使一個元件、組件、區域、層體或區段能與另一元件、組件、區域、層體或區段區別。因此，下文所述之一第一元件、組件、區域或區段亦可被命名為一第二元件、組件、區域或區段，其並不背離本發明之教示。

本文所使用之術語僅為描述特定實施例之目的，而非要用以作為本發明之限制。如在本發明中所用，「一」、「一個」及「該」等單數型態同時包括多型態，除非上下文中清楚地相反陳述。進一步應當理解，在本說明書中使用時，術語「包括(comprises，comprising)」或「包含(includes，including)」或「具有(has，having)」係具體指明所陳述之特徵、區域、整數、步驟、動作、元件及/或組件之存在，但不排除一個或多個其他特徵區域、整數、步驟、動作、元件、組件及/或其群組之存在或添加。

若非另外定義，在本發明中所使用之所有術語(包括技術術語及科學術語)都具有熟習本發明所屬之技術者所共同理解之相同意義。進一步應當理解，術語(例如在常用詞典中所定義之術語)，應該被解釋為具有與它們在相關技術及本發明上下文中之意義一致之意義，並且不應被解釋理想化或過於正式之意義，除非在本發明中有明確定義。

如在本發明中所用，「大約」、「大致」、「實質上」或「概略上」等術語一般係意指在一給定數值或範圍內之20%、較佳係在10%、且更佳係在5%內。本發明所提出之數字量值為概值，意指如未明確陳述，「大約」、「大致」、「實質上」或「概略上」等術語皆可被推斷。

如在本發明中所用，「包括(comprise，comprising)」、「包含(include，including)」、「載有(carry，carrying)」、「具有(has/have，having)」、「含有(contain，containing)」、「涉及(involve，involving)」等術語應理解為開放式術語，亦即表示包含、但不限於。

如本文中所使用，短語「A、B及C中之至少一個」應解釋為意謂使用非排它性邏輯或邏輯(A或B或C)。應理解，方法內之一個或多個步驟可以在不改變本發明之原理之情況下用不同順序(或同時)執行。如本文中所使用，術語「及/或」包括相關聯之所列項中之一或多者之任何及所有組合。

如在本發明中所用，「中央處理單元」或其縮寫「CPU」等術語係指一個或多個處理器，更具體係指在一電腦或一控制單元內之處理單元及控制單元，該電腦或控制單元係藉由執行指令所指明之基礎運算、邏輯、控制及輸入/輸出執行而實施電腦程式之指示。

如本文中所使用，術語「晶片」或「電腦晶片」大體係指硬體電子組件，且可以指或包括小型電子電路單元(亦稱為積體電路(IC))或電子電路或IC之組合。

如本文中所使用，術語「模組」可以指下面各項、為下面各項之一部分或者包括下面各項：特殊應用積體電路(ASIC)；電子電路；組合邏輯電路；現場可編程門陣列(FPGA)；執行程式碼之處理器(共用、專用或群組)；提供所描述之功能性之其他合適之硬體組件；或以上各項中之一些或全部之組合，諸如在系統單晶片中。術語模組可以包括儲存藉由處理器執行之程式碼之儲存記憶體(共用、專用或群組)。

如本文中所使用，術語「伺服器」大體係指跨越電腦網路對請求作出回應以提供或有助於提供網路服務之系統。伺服器之實施可以包括軟體及合適電腦硬體。伺服器可 以在計算裝置或網路電腦上執行。在一些情況下，電腦可以提供若干服務且執行多個伺服器。

如本文中所使用，術語「程式碼」可以包括軟體、韌體及/或微碼，並且可以指程式、常式、函數、類及/或物件。如上文所使用，術語共用意味著來自多個模組之一些或所有程式碼可以使用單一(共用)處理器執行。此外，來自多個模組之一些或所有程式碼可以藉由單一(共用)儲存記憶體儲存。如上文所使用，術語群組意味著來自單一模組之一些或所有程式碼可以使用處理器群組執行。此外，來自單一模組之一些或所有程式碼可以使用儲存記憶體群組儲存。

如本文中所使用，術語「介面」大體係指在組件之間的交互點處的通信工具或構件，用於執行組件之間的資料通信。一般而言，介面可以在硬體及軟體兩者之層級上應用，且可以為單向或雙向介面。實體硬體介面之實例可以包括電連接器、匯流排、埠、纜線、端子，及其他I/O裝置或組件。利用介面通信之組件可以為例如電腦系統之多個組件或周邊裝置。

如本文中所使用，術語「可再充電電池」係指可以按需求多次重新充電以累積及儲存電能且放電以釋放所儲存之電能之儲存電池或蓄能器。電極材料與電解質之若干不同組合使用於但不限於可再充電電池中，包括鉛酸、鎳鎘(NiCd)、鎳金屬氫化物(NiMH)、鋰離子(Li離子)、鋰離子聚合物(Li離子聚合物)、釩氧化還原(vanadium redox)、溴化鋅，及奈米材料。

如本文中所使用，術語「超級電容器」(有時稱 為「超電容器」)係指具有之電容值比橋接電解質電容器及可再充電電池之間間隙之其他電容器要高出許多之高容量電容器。它們一般儲存了比電解質電容器高出10倍至100倍之每單位體積或質量之能量，可比電池更快速許多地接受及傳送電荷，並容許比可再充電電池多出許多之充電及放電循環。

此外，本文中所使用之術語「物業」係指但不限於住宅物業、車間、辦公樓、學校建築物或類似物。

現將結合附圖、針對本發明之實施例進行說明。根據本發明之目的，如本發明中所具現及廣泛描述，本發明係關於用於儲存離峰電並且自其為一物業所有者產生收益之系統與方法，及一種用於儲存離峰電之網路。

藉由利用本發明，業界中所有浪費之電力現都可在白日或晚上之任何時間進行零碳釋放之轉換，從而使此等用煤或天然氣之燃燒而又無法輕易在一日之不同時間中針對必須之基礎負載電力來改變電力功率輸出之發電站所產生且一般會損耗之電力得以利用。

在一個實施例中，本發明提供一種用於儲存離峰電之系統。所儲存之離峰電可銷售給電提供商，以為物業101(或102)之所有者產生收益，因此該物業所有者可利用該收益來清償賬單(若存在)。物業可以為任何類型之物業，諸如住宅101、車間、辦公樓102、學校建築物，或類似物。

如圖1及圖2中所示，在一個實施例中，系統100包括電耦接至至少一個電提供商150之電網152之能量儲存裝置110及經組態以控制能量儲存裝置110之操作之控制器120。能量儲存裝置110能按需求充電或放電。控制器120經 組態以控制能量儲存裝置110之操作，使得能量儲存裝置110在電需求低時在每日之離峰時間以離峰電量W_off自電網152充電，且在電需求高時在每日之高峰時間放電，以將電量W提供給至少一個電提供商150。

系統100進一步包含電錶或感測器130，其電耦接至能量儲存裝置110及控制器120，用於監測離峰電量W_off、所消耗電量W_c及所銷售電量W。

在一個實施例中，能量儲存裝置110包含一個或多個可再充電電池，及/或一個或多個超級電容器。可再充電電池可以為任何類型之可再充電電池。超級電容器可以為任何類型之超級電容器。控制器120可以為IC晶片、微處理器、控制模組、電腦，或具有用於控制能量儲存裝置110之操作之一個或多個中央處理單元(CPU)之控制設備。

在一個實施例中，離峰電為物業所有者產生的每日收益量為：P=R×W-R_off×W_off，其中R為該物業所有者在該高峰時間對該至少一個電提供商銷售該儲存電量之費率，而R_off為該物業所有者在該離峰時間自該至少一個電提供商購買電量之費率，且其中R比R_off大至少兩倍。

在一個實施例中，銷售給該至少一個電提供商之電量W滿足：W=(1-η)×W_off-W_c，其中η表示該能量儲存裝置之一電力損耗與維護成本；且W_c為該物業所有者所消耗之電量，例如為物業之負載109(圖 2)所消耗之電量。

在另一態樣中，本發明係關於一種用於儲存離峰電之方法。所儲存之離峰電可以銷售給電提供商以使物業所有者獲得利潤。在一個實施例中，該方法包含：提供電耦接至至少一個電提供商之電網且與物業相關聯之能量儲存裝置，其中該能量儲存裝置能按需求充電或放電；及藉由控制器控制該能量儲存裝置之操作，使得該能量儲存裝置在電需求低時在每日之離峰時間以離峰電量W_off自電網充電，且在電需求高時在每日之高峰時間放電，以將電量W提供給消費者及該至少一個電提供商中之至少一個。

另外，該方法包括藉由電錶或感測器監測離峰電量W_off、所消耗電量W_c及所銷售電量W。

在一個實施例中，該能量儲存裝置包括一個或多個可再充電電池。

在一個實施例中，該離峰電為物業所有者產生的每日收益量為：P=R×W-R_off×W_off，其中R為物業所有者在高峰時間將所儲存電銷售給至少一個電提供商之費率，且R_off為物業所有者在離峰時間自至少一個電提供商購買電之費率，且其中R大於R_off。

在一個實施例中，銷售給該至少一個電提供商之電量W滿足：W=(1-η)×W_off-W_c，其中η表示電損耗及能量儲存裝置之維護費用，且W_c為物業所有者消耗之電量。

在本發明之另一態樣中，一種儲存離峰電之系統包括：能量儲存裝置，其電耦接至至少一個電提供商之電網，其中該能量儲存裝置具有儲存容量W_off，且能按需求充電或放電；及控制器，其經組態以控制能量儲存裝置之操作，使得該能量儲存裝置在電需求低時在每日之離峰時間自電網充電，且在電需求高時在每日之高峰時間放電，以將所儲存電量提供給至少一個電提供商，其中提供給至少一個電提供商之所儲存電量為W=(1-η)×W_off-W_c，其中η為所儲存電之損耗率，且W_c為物業所有者每日消耗之電量。

在一個實施例中，能量儲存裝置包含一個或多個可再充電電池，及/或一個或多個超級電容器。可再充電電池可以為任何類型之可再充電電池。超級電容器可以為任何類型之超級電容器。控制器可以為IC晶片、微處理器、控制模組、電腦，或具有用於控制能量儲存裝置之操作之一個或多個CPU之控制設備。

在一個實施例中，自對該至少一個電提供商提供該儲存電量之每日收益量為：P=(R×W)-(R_off×W_off)-(μ×W_off)，其中R為該物業所有者在高峰時間對該至少一個電提供商銷售儲存電量之費率，R_off為該物業所有者在離峰時間自該至少一個電提供商購買電量之費率，而μ為維護該能量儲存裝置之管理成本。

參考圖1、圖3及圖4，示意性地展示根據本發 明之實施例之用於儲存與資本化離峰電之能量儲存網路。該能量儲存網路與複數個物業{B_k}相關聯、用於儲存與資本化離峰電，k=1、2、...N，N為該複數個物業之數目，如圖1中所示。所儲存之離峰電可以銷售給電提供商以使財產所有者獲得收益。

在例示性實施例中，能量儲存網路包括以可操作方式耦接至至少一個電提供商之電網152之複數個能量儲存裝置210。每個能量儲存裝置210能按需求充電或放電，且與各別物業B_k相關聯，如圖1中所示。在一些實施例中，每個能量儲存裝置210包含一個或多個可再充電電池、一個或多個超級電容器，或其組合。在一些實施例中，每個能量儲存裝置210可以安裝在其各別物業B_k或與各別物業B_k相關聯之遠端位置中。

能量儲存網路亦包括以可操作方式耦接至複數個能量儲存裝置210及電網152之控制單元220，如圖2中所示。控制單元220可以包括一個或多個電腦、IC晶片、模組或類似物，且經由網際網路、企業內部網路、無線或有線連接耦接至複數個能量儲存裝置210及電網152。控制單元220經組態以控制每個能量儲存裝置210之操作，使得與各別物業B_k相關聯之每個能量儲存裝置210在電需求低時在每日之離峰時間以離峰電量(W_off)_k自電網152充電，且在該電需求高時在每日之高峰時間放電，以將電量W_k提供給至少一個電提供商。

在某些實施例中，如圖4中所示，控制單元320包含複數個控制器321。每個控制器321以可操作方式耦接至 各別能量儲存裝置310，且經組態以控制各別能量儲存裝置310之操作，使得與各別物業B_k相關聯之每個能量儲存裝置在電需求低時在每日之離峰時間以離峰電量(W_off)_k自電網充電，且在電需求高時在每日之高峰時間放電，以將電量W_k提供給至少一個電提供商。在某些實施例中，每個控制器321經由網際網路、企業內部網路、無線或有線連接耦接至其各別能量儲存裝置310。

此外，控制單元320進一步包含主控制器322，其以可操作方式耦接至複數個控制器321，用於控制複數個控制器321中之每一個之操作。在某些實施例中，主控制器322可以包括經由網際網路、企業內部網路、無線或有線連接耦接至複數個控制器321之一個或多個電腦。實務上，使用者可以經由例如圖形使用者介面將指令或程式碼自一個或多個電腦輸入至複數個控制器321中之每一個及/或組態該複數個控制器中之每一個，以便控制能量儲存裝置310中之每一個在電需求低時在每日之離峰時間以離峰電量(W_off)_k自電網充電，且在電需求高時在每日之高峰時間放電，以將電量W_k提供給至少一個電提供商。

在一個實施例中，該能量儲存網路進一步包括複數個電錶或感測器。每個電錶或感測器電耦接至與該各別物業B_k相關聯之各別能量儲存裝置，用於監測與該各別物業B_k相關聯之各別能量儲存裝置之離峰電量(W_off)_k及電量W_k。

由於能量儲存網路之此種設計，對於各別物業B_k，每日提供給至少一個電提供商之電量為W_k=(1-η_k)×(W_off)_k-(W_c)_k， 其中η_k為儲存在與該各別物業B_k相關聯之該能量儲存裝置中之該電之損耗率，且(W_c)_k為該各別物業B_k每日消耗之所消耗電量。

該離峰電對於該各別物業B_k每日的收益量為P_k=R_k×W_k-(R_off)_k×(W_off)_k-μ_k×(W_off)_k，其中R_k為與各別物業B_k相關聯之能量儲存裝置中所儲存之電在高峰時間銷售給至少一個電提供商之費率，(R_off)_k為在離峰時間對於各別物業B_k自至少一個電提供商購買電之費率，且μ_k為用於維護與各別物業B_k相關聯之能量儲存裝置之管理成本。

對於與能量儲存網路相關聯之複數個物業{B_k}，每日提供給至少一個電提供商之電之總量為 所儲存離峰電對於該複數個物業{B_k}每日的收益量為

在本發明之一個態樣中，一種儲存與資本化離峰電之方法包括提供與複數個物業{B_k}相關聯之能量儲存網路，k=1、2、...N，N為該複數個物業之數目。該能量儲存網路包括：複數個能量儲存裝置，其耦接至至少一個電提供商之電網，其中每個能量儲存裝置能按需求充電或放電，且與各別物業B_k相關聯；及控制單元，其耦接至該複數個能量儲存裝置及該電網。

該方法亦包括藉由該控制單元控制每個能量儲存裝置之操作，使得與該各別物業B_k相關聯之每個能量儲存 裝置在電需求低時在每日之離峰時間以離峰電量(W_off)_k自該電網充電，且在該電需求高時在每日之高峰時間放電，以將電量W_k提供給該至少一個電提供商。

在一個實施例中，該方法進一步包含監測該各別物業B_k每日之該離峰電量(W_off)_k、所消耗電量(W_c)_k及所銷售電量W_k。

在一個實施例中，該監測步驟係藉由複數個電錶或感測器執行，每個電錶或感測器電耦接至與該各別物業B_k相關聯之各別能量儲存裝置。

本發明之實施例中之步驟或操作之全部或部分可以經由軟體來實施，且對應軟體程式可以儲存在非暫時性有形電腦可讀媒體中。該非暫時性有形電腦可讀儲存媒體包括但不限於磁碟、CD-ROM、唯讀儲存記憶體(ROM)、隨機儲存記憶體(RAM)、快閃驅動器，或類似物。

在本發明之另一態樣中，儲存指令之非暫時性電腦可讀媒體，該等指令在由一個或多個處理器執行時使得能量儲存網路執行儲存與資本化離峰電之操作，其中該能量儲存網路具有耦接至至少一個電提供商之一電網且與複數個物業{B_k}相關聯之複數個能量儲存裝置，k=1、2、...N，N為該複數個物業之數目，其中每個能量儲存裝置能按需求充電或放電，且與各別物業B_k相關聯。

該等操作包括：在電需求低時在每日之離峰時間以離峰電量(W_off)_k自該電網為每個能量儲存裝置充電；及在該電需求高時在每日之高峰時間使每個能量儲存裝置放電，以將電量W_k提供給該至少一個電提供商。

在一個實施例中，該等操作進一步包含監測該各別物業B_k每日之離峰電量(W_off)_k、所消耗電量(W_c)_k及所銷售電量W_k。

在不限制本發明之範疇之條件下，以下提出根據本發明實施例之實例與結果。注意標題或次標題係為利於讀者而使用於實例中，其並不以任何方式限制本發明之範疇。此外，在本發明中提出及說明某些理論，然而，無論它們正確與否，都不限制本發明之範疇，只要本發明係根據發明而實施，而無關於動作之任何特定理論或方案。

在下列實例中，假設一物業(例如公寓或房屋)具有150m²之面積，在其中安裝有一能量儲存裝置，以儲存離峰電並自其產生收益，能量儲存裝置具有之儲存容量為4kWh/m²/日，每個能量儲存裝置可儲存之離峰電量為：W_off=(4kWh/m²/日×150m²)=600kWh/日

此外，假設：(1)所儲存之電力係以下列費率銷售給該至少一個電提供商：R=¥1/kWh，其中¥為中國貨幣元(CNY)；(2)離峰電之成本大致為：R_off=¥0.25/kWh；(3)離峰電之儲存損耗約為：η=儲存容量之10%；(4)為維護能量儲存裝置所需之管理成本大致為：μ=儲存容量之10%； 另外，為了強調本發明之步驟並使計算簡化，亦假設在下列實例中，物業所有者每日消耗之電量W_c相對於能量儲存裝置之儲存容量W_off而言係小至可以忽略的，亦即，W=(1-η)×W_off。

應知此等技術為用於實施本發明之較佳實施例之例示，鑒於本發明之記載，熟習此項技術者將能理解在不背離本發明之記載與範疇下進行諸般修飾。

實例1

對於上述物業而言，自儲存及銷售離峰電而能為物業所有者產生之每日收益量可計算如下：P_day=(R×W)-(R_off×W_off)-(μ×W_off)=(R×(1-η)-R_off-μ)×W_off=(¥1/kWh-¥0.10/kWh-¥0.25/kWh-¥0.10/kWh)×600kWh/日=¥330，而每個月之收益為：P_month=(¥330/日×365日)/12=¥10,037.5。

自離峰電所產生之收益可用來清償物業所有者之賬單(若存在)，例如貸款、信用卡費用。

實例2

隨著能量儲存技術之進步，大量儲存離峰電已變為可能，並且儲存離峰電之成本亦會明顯降低。舉例而言，市面上已經有成本低達約¥1,000/kWh之可靠能量儲存系統(例如可再充電之鋅電池)，其可再充電超過10,000次，相當 於壽命達約30年。

對於面積為150m²、其中安裝有每平方米離峰電儲存容量為4kWh之能量儲存系統之物業而言，如實例1所示，能量儲存裝置之一次性成本約為：¥1,000/kWh×4kWh/m²×150m²=¥600,000。

如實例1中所述，對於此種能量儲存系統而言，自儲存離峰電並將其銷售給電提供商所產生之收益約為每個月¥10,037,5。因此，能量儲存系統之成本(或投資)可在大約5年內付清。

根據本發明，有多種清償能量儲存系統成本之方式。舉例而言，物業所有者可吸收能量儲存系統之成本及自其產生之收益。

如上述說明，對於150m²之物業而言，具儲存容量為4kWh/m²之能量儲存系統之成本約為¥600,000。藉由儲存離峰電並將其銷售給電提供商，能量儲存系統之投資可在大約5年內清償。

若物業所有者付清該一次性成本(¥600,000)，則所有者將可得到該能量儲存系統之後續25年壽命期間所產生之收益，大約為¥3,011,250。

物業所有者可利用金融措施(例如貸款)來按月支付成本。對於貸款期間為30年、利率為5%、貸款額為¥600,000之貸款而言，每個月之支付額約為¥3,220.93。所有者仍可產生每月收益約(¥10,037.5-¥3,220.93)=¥6,816.57。能量儲存系統之壽命超過30年，所有者可藉由儲存離峰電並將其銷售給電提供商而得到¥2,453,965.2之收益。

此外，能量儲存系統之成本可與物業成本合併。舉例而言，土地之成本大約為¥1,500/m²，建築物成本約¥3,500/m²，儲存容量為4kWh/m²之能量儲存系統成本約(¥1,000/kWh×4kWh/m²)=¥4,000/m²，總成本約為¥9,000/m²。

若物業以¥12,000/m²之價格售出、未安裝有能量儲存系統，則安裝有能量儲存系統之物業將以約¥16,000/m²之價格銷售。對於面積為150m²之物業而言，總銷售價格約為¥2,400,000。

假設在購買時，物業所有者將支付30%之首付額，則該物業所有者需要貸款¥1,680,000。就30年期之貸款期限、利率為5%而言，貸款月付額大約為¥9,018.60。在此例中，物業所有者仍可產生每月收益量為：(¥10,037.5-¥9,018.60)=¥1018.9。

其他方案包括、但不限於，物業開發者及物業所有者共同分攤能量儲存系統之成本及由其產生之收益；或物業開發者、物業所有者及能量儲存系統供應者共同分攤能量儲存系統之成本及由其產生之收益。成本及收益分攤之比例可依物業所有者、物業開發者及能量儲存系統供應者之間的合約而定。

實例3

在此例示性實施例中，本發明提供與複數個物業{B_k}相關聯之用於儲存離峰電且自其獲得收益之能量儲存網路，k=1、2、...N，N為該複數個物業之數目，如圖1中所示。該複數個物業{B_k}可以包括一個或多個小區。例如與一小區相應，該網路可為用於儲存離峰電、並自其產生收益之管理 系統。網路包括與該複數個物業{B_k}對應之複數個能量儲存裝置，如圖1及圖3。每一個能量儲存裝置依需求而為可充電或可放電，並且與一小區之一對應之物業B_k相關聯。該網路亦包括耦接至該複數個能量儲存裝置及至少一個電提供商之電網之中央控制單元，如圖3中所示。該中央控制單元具有複數個控制器，如圖4中所示。每一個控制器分別耦接至一個與物業B_k相關聯之能量儲存裝置，且經組態以控制該能量儲存裝置之執行，使得與物業B_k相關聯之能量儲存裝置於電需求低時在每日之離峰時間自電網以離峰電量(W_off)_k進行充電，並於電需求高時在每日之高峰時間進行放電，對該至少一個電提供商提供一電量W_k。對於物業B_k，每日提供給該至少一個電提供商之電量為W_k=(1-η_k)×(W_off)_k-(W_c)_k，其中η_k表示與物業B_k相關聯之能量儲存裝置之電力損耗，(W_c)_k為該物業B_k每日所消耗之電量。該儲存離峰電為物業B_k所有者每日帶來之收益量為P_k=R_k×W_k-(R_off)_k×(W_off)_k-μ_k×(W_off)_k，其中R_k為該物業B_k所有者在高峰時間對該至少一個電提供商銷售該儲存電量之費率，而(R_off)_k為該物業B_k所有者在離峰時間自該至少一個電提供商購買電量之費率，而μ_k為維護該對物業B_k之能量儲存裝置之管理成本。對於該複數個物業{B_k}而言，每日提供給該至少一個電提供商之總電量為 且該儲存離峰電為該複數個物業{B_k}所有者每日帶來之 收益總量為

對於每一物業而言，自儲存離峰電而產生之收益係如實例1至2中針對不同方式而說明。

實例4

本發明之一個態樣在於提供一種用於管理與複數個物業{B_k}相關聯之能量儲存網路、並且證券化其所產生之收益之方法，其中k=1、2、...N，其中N為複數個物業之數目，如圖1及圖3。該複數個物業{B_k}可以包括一個或多個小區。舉例而言，作為屋主之替代，可由管理委員會共同管理一個或多個小區之能量儲存網路、及由其產生之收益。在一個實施例中，管理委員會可建立基金，藉由私募基金或風險投資工具、或藉由公開募股(IPO)辦法來促進能量儲存系統之安裝與維護。此外，管理委員會亦可將部分或全部收益投資於房地產、股票、共同基金等。

在一個實施例中，該管理能量儲存網路並且自能量儲存中之收益之方法包括提供該儲存離峰電之網路。

如圖1、圖3及圖4中所示之能量儲存網路包含複數個能量儲存裝置。每個能量儲存裝置能按需求充電或放電，且與各別物業B_k相關聯。每個能量儲存裝置可以包括一個或多個可再充電電池、一個或多個超級電容器，或其組合。該能量儲存網路亦包括耦接至複數個能量儲存裝置及至少一個電提供商之電網之控制單元，如圖3中所示。該控制單元可以包括複數個控制器，如圖4中所示，每個控制器耦接至 與各別物業B_k相關聯之各別能量儲存裝置。

該方法還包括藉由該複數個控制器控制該複數個能量儲存裝置之執行，使得與物業B_k相關聯之能量儲存裝置在每日對電需求低時之離峰時間自該電網以一離峰電量(W_off)_k進行充電，並在每日對電需求高時之高峰時間進行放電，對該至少一個電提供商提供一電量W_k。

此外，該方法還包括投資部分或全部該儲存離峰電網路之收益於房地產，股票，共同基金，及其組合。其中該儲存離峰電網路每日之收益總量為 其中P_k為與物業B_k相關聯之能量儲存裝置每日儲存離峰電之收益：P_k=R_k×W_k-(R_off)_k×(W_off)_k-μ_k×(W_off)_k，其中W_k=(1-η_k)×(W_off)_k-(W_c)_k，η_k表示與物業B_k相關聯之能量儲存裝置之電力損耗，(W_c)_k為該物業B_k每日所消耗之電量，R_k為該物業B_k所有者在高峰時間對該至少一個電提供商銷售該儲存電量之費率，而(R_off)_k為該物業B_k所有者在離峰時間自該至少一個電提供商購買電量之費率，及μ_k為維護該物業B_k之能量儲存裝置之管理成本。

另外，該方法還包括藉由私募或風險投資，或上市之方法籌集基金用於安裝及維護該儲存離峰電網路。

此外，該方法還包括監測物業B_k之每日離峰電量(W_off)_k、所消耗電量(W_c)_k及所銷售電量W_k。

本發明之實施例之前述說明僅為描述及說明目 的而提出，並不用於排除或將本發明限制在本發明所記載之精確形式。鑒於上述教示，許多修飾與變化係可行的。

實施例係為了解釋本發明之原理及它們之實際應用而被選出及加以說明，以使得熟習此項技術者能夠利用本發明及各種實施例，並進行各種修飾來適用於所設想之特定用途。熟習本發明所屬之技術者可在不脫離本發明之原理及申請專利範圍與附圖下得出替代實施例。此外，上述實施例及申請專利範圍僅為描述本發明之原理，而非為了要將本發明之範疇限制為所揭示之元件。因此，本發明之範疇由申請專利範圍所限定，而非由前述說明及本文所描述之實施例所限定。

Claims (16)

1. 一種與複數個物業{B _k}相關聯之用於儲存與資本化離峰電之能量儲存網路，k=1、2、...N，N為該複數個物業之數目，該能量儲存網路包含：複數個能量儲存裝置，其耦接至至少一個電提供商之一電網，其中每個能量儲存裝置能按需求充電或放電，且與一各別物業B _k相關聯；及一控制單元，其耦接至該複數個能量儲存裝置及該電網，且經組態以控制每個能量儲存裝置之操作，使得與該各別物業B _k相關聯之每個能量儲存裝置在一電需求低時在每日之一離峰時間以離峰電量(W _off) _k自該電網充電，且在該電需求高時在每日之一高峰時間放電，以將一電量W _k提供給該至少一個電提供商，其中對於該各別物業B _k，每日提供給該至少一個電提供商之該電量為W _k=(1-η _k)×(W _off) _k-(W _c) _k，其中η _k為儲存在與該各別物業B _k相關聯之該能量儲存裝置中之該電之一損耗率，且(W _c) _k為該各別物業B _k每日消耗之一所消耗電量；其中該離峰電對於該各別物業B _k每日的一收益量為P _k=R _k×W _k-(R _off) _k×(W _off) _k-μ _k×(W _off) _k，其中R _k為與該各別物業B _k相關聯之該能量儲存裝置中所儲存之該電在該高峰時間銷售給該至少一個電提供商之一費率，(R _off) _k為在該離峰時間對於該各別物業B _k自該至少一個電提供商購買該電之一費率，且μ _k為用於維護與 該各別物業B _k相關聯之該能量儲存裝置之一管理成本；且其中對於該複數個物業{B _k}，每日提供給該至少一個電提供商之該電之一總量為 且其中該離峰電對於該複數個物業{B _k}每日的一收益量為
2. 如請求項1之能量儲存網路，其進一步包含複數個電錶或感測器，每個電錶或感測器電耦接至與該各別物業B _k相關聯之一各別能量儲存裝置，用於監測與該各別物業B _k相關聯之該各別能量儲存裝置之該離峰電量(W _off) _k及該電量W _k。
3. 如請求項1之能量儲存網路，其中每個能量儲存裝置包含一個或多個可再充電電池、一個或多個超級電容器，或其一組合。
4. 如請求項1之能量儲存網路，其中該控制單元包含複數個控制器，每個控制器以可操作方式耦接至一各別能量儲存裝置，用於控制該各別能量儲存裝置之操作。
5. 如請求項4之能量儲存網路，其中該控制單元進一步包含一主控制器，該主控制器以可操作方式耦接至該複數個控制器，用於控制該複數個控制器中之每一個之操作。
6. 如請求項5之能量儲存網路，其中該主控制器包含一個或多個電腦、一個或多個行動計算裝置，或其一組合。
7. 一種儲存與資本化離峰電之方法，其包含：提供與複數個物業{B _k}相關聯之一能量儲存網路，k=1、2、...N，N為該複數個物業之數目，該能量儲存網路包含：複數個能量儲存裝置，其耦接至至少一個電提供商之一電網，其中每個能量儲存裝置能按需求充電或放電，且與一各別物業B _k相關聯；及一控制單元，其耦接至該複數個能量儲存裝置及該電網；及藉由該控制單元控制每個能量儲存裝置之操作，使得與該各別物業B _k相關聯之每個能量儲存裝置在一電需求低時在每日之一離峰時間以離峰電量(W _off) _k自該電網充電，且在該電需求高時在每日之一高峰時間放電，以將一電量W _k提供給該至少一個電提供商，其中對於該各別物業B _k，每日提供給該至少一個電提供商之該電量為W _k=(1-η _k)×(W _off) _k-(W _c) _k，其中η _k為儲存在與該各別物業B _k相關聯之該能量儲存裝置中之該電之一損耗率，且(W _c) _k為該各別物業B _k每日消耗之一所消耗電量；其中該離峰電對於該各別物業B _k每日的一收益量為P _k=R _k×W _k-(R _off) _k×(W _off) _k-μ _k×(W _off) _k，其中R _k為與該各別物業B _k相關聯之該能量儲存裝置中所儲存之該電在該高峰時間銷售給該至少一個電提供商之一費率，(R _off) _k為在該離峰時間對於該各別物業B _k自該至少一個電提供商購買該電之一費率，且μ _k為用於維護與 該各別物業B _k相關聯之該能量儲存裝置之一管理成本；且其中對於該複數個物業{B _k}，每日提供給該至少一個電提供商之該電之一總量為 且其中該離峰電對於該複數個物業{B _k}每日的一收益量為
8. 如請求項7之方法，其進一步包含：監測該各別物業B _k每日之該離峰電量(W _off) _k、所消耗電量(W _c) _k及所銷售電量W _k。
9. 如請求項8之方法，其中該監測步驟係藉由複數個電錶或感測器執行，每個電錶或感測器電耦接至與該各別物業B _k相關聯之一各別能量儲存裝置。
10. 如請求項7之方法，其中每個能量儲存裝置包含一個或多個可再充電電池、一個或多個超級電容器，或其一組合。
11. 如請求項7之方法，其中該控制單元包含複數個控制器，每個控制器以可操作方式耦接至一各別能量儲存裝置，用於控制該各別能量儲存裝置之操作。
12. 如請求項11之方法，其中該控制單元進一步包含一主控制器，該主控制器以可操作方式耦接至該複數個控制器，用於控制該複數個控制器中之每一個之操作。
13. 如請求項12之方法，其中該主控制器包含一個或多個電腦、一個或多個行動計算裝置，或其一組合。
14. 一種儲存指令之非暫時性電腦可讀媒體，該等指令在由一個或多個處理器執行時使得一能量儲存網路執行儲存與資本化離峰電之操作，其中該能量儲存網路具有耦接至至少一個電提供商之一電網且與複數個物業{B _k}相關聯之複數個一能量儲存裝置，k=1、2、...N，N為該複數個物業之數目，其中每個能量儲存裝置能按需求充電或放電，且與各別物業B _k相關聯，該等操作包含：在一電需求低時在每日之一離峰時間以一離峰電量(W _off) _k自該電網為每個能量儲存裝置充電；及在該電需求高時在每日之一高峰時間使每個能量儲存裝置放電，以將一電量W _k提供給該至少一個電提供商，其中對於該各別物業B _k，每日提供給該至少一個電提供商之該電量為W _k=(1-η _k)×(W _off) _k-(W _c) _k，其中η _k為儲存在與該各別物業B _k相關聯之該能量儲存裝置中之該電之一損耗率，且(W _c) _k為該各別物業B _k每日消耗之一所消耗電量；其中該離峰電對於該各別物業B _k每日的一收益量為P _k=R _k×W _k-(R _off) _k×(W _off) _k-μ _k×(W _off) _k，其中R _k為與該各別物業B _k相關聯之該能量儲存裝置中所儲存之該電在該高峰時間銷售給該至少一個電提供商之一費率，(R _off) _k為在該離峰時間對於該各別物業B _k自該至少一個電提供商購買該電之一費率，且μ _k為用於維護與該各別物業B _k相關聯之該能量儲存裝置之一管理成本；且 其中對於該複數個物業{B _k}，每日提供給該至少一個電提供商之該電之一總量為 且其中該離峰電對於該複數個物業{B _k}每日的一收益量為
15. 如請求項14之非暫時性電腦可讀媒體，其中該等操作進一步包含：監測該各別物業B _k每日之該離峰電量(W _off) _k、所消耗電量(W _c) _k及所銷售電量W _k。
16. 如請求項14之非暫時性電腦可讀媒體，其中每個能量儲存裝置包含一個或多個可再充電電池、一個或多個超級電容器，或其一組合。