功 率 因 數 改 善 裝 置技 術 概 要感 應 式 電 動 機 、 電 磁 鎮 流 器 和 變 壓 器 等 電 器 設 備 需 要 兩 類 功 率 才 能 運 行 ， 它 們 分 別 是 有 功 功 率 和 無 功 功 率 。 有 功 功 率 是 設 備 運 行 的 有 用 功 ， 而 無 功 功 率 則 由 電 磁 感 應 裝 置 消 耗 ， 從 而 產 生 磁 場 的 功 率 。 總 功 率 ( 或 稱 為 表 面 功 率 ) 是 上 述 兩 種 功 率 的 向 量 和 。 功 率 因 數 是 有 功 功 率 與 總 功 率 之 間 的 比 例 。 良 好 的 功 率 因 數 表 示 電 流 被 有 效 地 轉 換 為 有 用 功 ， 負 載 的 功 率 因 數 為 1 的 時 侯 ， 效 率 最 高 。 較 低 的 功 率 因 數 可 能 是 由 電 磁 感 應 式 的 設 備 或 電 流 波 形 失 真 而 造 成 。 當 負 載 的 功 率 因 數 小 於 1 的 時 侯 ， 輸 入 到 設 備 的 表 面 功 率 將 大 於 設 備 實 際 消 耗 的 功 率 （ 即 有 功 功 率 ） 。 下 文 將 介 紹 功 率 因 數 過 低 的 解 決 方 法 。 矯 正 功 率 因 數 是 一 項 用 於 彌 補 因 負 載 功 率 因 數 小 於 1 而 帶 來 負 面 影 響 的 技 術 。 在 感 應 式 設 備 的 電 路 上 加 上 並 聯 電 容 器 可 減 少 電 流 中 電 感 部 份 ， 從 而 提 高 電 磁 感 應 式 設 備 的 功 率 因 數 。 電 容 器 釋 放 出 的 電 流 能 消 除 負 載 的 電 磁 感 應 效 。 下 圖 顯 示 了 兩 個 通 過 增 加 電 容 提 高 功 率 因 數 的 例 子 。 其 次 ， 電 流 波 形 失 真 的 影 響 可 以 通 過 濾 波 器 減 小 。 濾 波 器 可 以 消 除 諧 波 電 流 ， 只 允 許 特 定 頻 率 的 電 流 通 過 （ 例 如 50 赫 茲 ） ， 這 即 是 將 非 線 性 的 負 荷 轉 化 為 線 性 負 載 。 之 後 ， 功 率 因 數 便 可 以 通 過 利 用 電 容 器 進 行 修 正 。 它 如 何 節 約 能 源 ?提 高 功 率 因 數 能 增 加 載 流 容 量 ， 提 高 有 用 電 功 率 的 比 例 ， 穩 定 供 電 電 壓 ， 減 小 損 失 ， 從 而 改 善 了 供 電 系 統 的 效 率 。 香 港 兩 家 電 力 公 司 都 要 求 負 載 的 總 功 率 因 數 不 可 小 於 0.85 。 適 用 標 準
1. 電 力 裝 置 能 源 效 益 守 則 , 機 電 工 程 署 , 香 港 特 別 行 政 區 進 一 步 的 資 料 ：1. 此網頁的超連結有可能引向由第三方發行或營運的網站。機電工程署： 建 築 物 能 源 效 益 登 記 計 劃
諧 波 濾 波 器技 術 概 要 ：諧 波 是 由 非 線 性 負 載 產 生 的 電 流 ， 例 如 交 流 / 直 流 轉 換 電 路 。 這 通 常 產 生 在 供 電 基 本 頻 率 ( 香 港 是 50 赫 茲 ) 的 倍 數 頻 率 中 。 以 50 赫 茲 供 電 頻 率 為 例 ， 第 五 階 諧 波 的 頻 率 為 250 赫 茲 ， 第 七 階 諧 波 的 頻 率 為 350 赫 茲 。 在 樓 宇 中 其 他 產 生 諧 波 的 設 備 包 括 電 腦 設 備 、 變 速 驅 動 器 （ VSD ） 、 交 流 變 壓 / 變 壓 變 頻 升 降 機 驅 動 系 統 （ ACVV/VVVF ） 和 電 子 鎮 流 器 等 。 供 電 系 統 中 諧 波 的 出 現 必 然 導 致 系 統 效 率 降 低 ， 與 諧 波 產 生 有 關 的 典 型 問 題 包 括 ： 變 壓 器 過 熱 、 中 線 過 載 、 供 電 電 壓 波 形 失 真 和 供 電 效 率 降 低 等 。 諧 波 產 生 的 害 處 可 以 通 過 在 適 當 的 位 置 採 用 無 源 或 有 源 式 濾 波 器 消 除 。
（ a ） 無 源 濾 波 器
（ b ） 有 源 濾 波 器 它 如 何 節 約 能 源 ?消 除 電 力 系 統 中 的 諧 波 能 降 低 由 諧 波 電 流 產 生 的 熱 力 和 各 相 對 中 性 線 的 電 壓 降 ， 從 而 提 高 電 力 輸 送 效 率 。 從 系 統 運 行 的 角 度 看 ， 抑 制 電 力 系 統 中 的 諧 波 ， 能 減 少 系 統 非 正 常 故 障 的 機 會 ， 例 如 保 護 設 備 的 錯 誤 操 作 。 適 用 標 準
1. 電 力 裝 置 能 源 效 益 守 則 , 機 電 工 程 署 , 香 港 特 別 行 政 區 進 一 步 的 資 料 ：1. 此網頁的超連結有可能引向由第三方發行或營運的網站。機電工程署： 建 築 物 能 源 效 益 登 記 計 劃 電 致 變 色 玻 璃技 術 概 要 ：電 致 變 色 玻 璃 由 貼 在 玻 璃 表 面 的 電 致 變 色 薄 膜 構 成 ， 在 電 致 變 色 薄 膜 上 施 加 少 量 電 流 ， 可 以 改 變 窗 戶 的 傳 熱 、 太 陽 輻 射 和 可 見 光 的 透 射 率 。 這 種 窗 戶 的 透 射 率 可 以 利 用 可 變 電 阻 、 控 溫 器 和 光 敏 感 測 器 等 改 變 。 另 一 種 可 變 色 玻 璃 技 術 稱 為 液 晶 懸 浮 粒 子 裝 置 （ SPD ） ， 其 玻 璃 的 夾 層 中 填 充 著 具 有 懸 浮 粒 子 的 溶 液 。 在 正 常 狀 態 下 ， 這 些 顆 粒 會 隨 機 運 動 ， 相 互 碰 撞 ， 阻 擋 光 線 的 透 過 。 但 是 當 供 應 能 量 後 ， 這 些 懸 浮 粒 子 會 迅 速 聚 合 ， 玻 璃 會 變 成 透 明 狀 態 。 這 種 可 變 玻 璃 能 阻 擋 90 ％ 以 上 的 光 線 。 電 致 變 色 玻 璃 技 術 能 在 空 調 ， 照 明 和 降 低 峰 值 負 荷 方 面 帶 來 節 能 的 效 果 。 它 如 何 節 約 能 源 ?通 過 改 變 窗 戶 的 傳 熱 、 太 陽 輻 射 和 可 見 光 的 透 射 率 ， 可 以 降 低 透 過 窗 戶 由 太 陽 輻 射 帶 來 的 空 調 負 荷 。 同 時 ， 適 當 地 控 制 窗 戶 的 透 射 率 可 加 大 利 用 自 然 光 線 照 明 的 比 例 。 熱 泵 熱 水 器技 術 概 要 ：傳 統 上 用 於 室 內 空 調 的 熱 泵 現 在 可 以 應 用 於 生 產 熱 水 。 熱 泵 熱 水 器 能 從 環 境 中 吸 取 熱 量 ， 將 水 加 熱 ， 它 是 一 種 具 有 高 能 源 效 益 的 蓄 水 式 電 熱 水 器 。 在 熱 泵 熱 水 器 的 熱 力 循 環 中 ， 空 氣 中 的 熱 量 在 相 對 較 低 的 溫 度 下 使 蒸 發 器 內 的 冷 媒 ( 雪 種 ) 受 熱 蒸 發 ， 轉 變 為 蒸 氣 ； 再 通 過 壓 縮 機 提 高 冷 媒 ( 雪 種 ) 蒸 氣 的 溫 度 和 壓 力 ； 高 溫 高 壓 的 蒸 氣 離 開 壓 縮 機 後 流 向 水 箱 的 熱 交 換 器 ， 從 而 加 熱 水 箱 中 的 水 。 在 熱 交 換 器 中 的 冷 媒 ( 雪 種 ) 蒸 氣 在 釋 放 出 熱 量 後 會 凝 結 成 為 液 體 ； 通 過 節 流 閥 後 ， 液 態 冷 媒 ( 雪 種 ) 在 較 低 的 溫 度 和 壓 力 狀 態 下 回 到 蒸 發 器 ， 完 成 一 個 循 環 。 下 圖 說 明 了 一 個 典 型 熱 泵 熱 水 器 的 操 作 原 理 。 它 如 何 節 約 能 源 ?在 熱 泵 熱 水 器 的 運 作 過 程 中 ， 能 量 會 從 空 氣 中 被 吸 取 到 蒸 發 器 中 。 熱 泵 熱 水 器 從 " 免 費 " 的 環 境 熱 源 中 吸 取 熱 量 ， 只 是 在 驅 動 壓 縮 機 中 消 耗 少 量 電 能 。 另 外 ， 熱 泵 熱 水 器 會 從 周 圍 環 境 中 吸 取 熱 量 ， 減 低 室 內 空 調 的 負 荷 。 節 能 潛 力由 於 熱 泵 從 空 氣 中 取 得 熱 量 ， 因 此 在 相 同 耗 電 量 的 情 況 下 ， 熱 泵 熱 水 器 生 產 的 熱 量 是 傳 統 電 阻 式 電 熱 水 器 的 兩 倍 [1] 。
如 欲 瀏 覽 有 關 技 術 的 應 用 實 例 ， 請 點 擊 此 處 參 考 資 料 ：[1] Washington State University Extension Energy Program 華 盛 頓 州 立 大 學 拓 展 能 源 項 目 |
