防災與避難電力系統 : 儲電與發電設備

更新於 發佈於 閱讀時間約 14 分鐘
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「依照自己需要什麼電子產品去反推需要的電量」

▼徒步避難情況 ​ 防災收音機、手機、頭燈手電筒 可以用行動電源、充電型電池

▼定點避難情況 筆電、大型家電 必需要有AC插頭的戶外行動電源

兩種情況需要的電力系統不同

前者小型(30W以下)太陽能板+行動電源就可以使用 後者需要高瓦數的太陽能板+大型戶外行動電源


考慮到設備需求後,還要考慮重量問題 如果是想要搭配BOB包使用,總重不建議超過1公斤 定點庇護所則沒有重量的困擾,但不管是哪種,都建議有電源快充功能

▼儲電設備

移動型避難:只需要幫手機、收音機、手電筒充電的USB系統 例:行動電源10000mah可充手機3000mah約2次 不需要高容量,重量大小越輕越好,注意防水問題(至少IPX3),另外可搭配USB小燈做照明

居家型避難:大型家電需要有AC系統的戶外行動電源(大型儲電設備) 例:300w(230wh)行動電源,45w電扇使用約7小時 建議將家電汰換為省電/低耗電、可儲電的電子產品類型(例如節能電風扇、可儲電型露營燈)

購買注意電池單位Wh、額定容量、快充功率 ,輸入與輸出連接埠的種類 儲電成本很高,一度電的設備約1~2萬(家庭個人的人均用電為4-5度電)


注意儲電設備的充電端口類型會對應不同的發電設備 USB-A/USB-C/TypeC/PD/無線/DC(太陽能)/AC/MC4 /車充 等等

例如低瓦數的戶外行動電源有些沒有支援車充 高瓦數的戶外行動電源建議找有快充跟多種充電功能的機型

⚠️電池不可直曬太陽⚠️ 電池建議每三個月充電與檢查


▼200wh的小型戶外行動電源,2KG,無車充功能

 emirai EMR310

emirai EMR310

▼867wh的大型戶外行動電源,10.5KG

BLUETTI AC70P

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▼電池、電容、電流說明 電池由輕(貴)到重(便宜)

1.磷酸鐵鋰電池(手機、行動電源)> 2.三元鋰電池(18650)>3.磷酸鐵鋰電池(戶外行動電源)>4.深循環電池(儲電系統)>5.鉛酸電池(汽機車電池)

1度電的電池重量差異參考:深循環30公斤,磷酸鐵鋰15公斤,三元鋰12公斤

電池類型 (取自文章)

1. 三元鋰電池

這種電池以鎳、鈷、錳或鋁為正極材料,具有高能量密度和輕量化的優勢,適合需要高效能和便攜性的戶外移動電源。缺點是穩定性較低,在高溫環境下壽命消耗很快。

2. 磷酸鐵鋰電池(戶外行動電源主流)

以磷酸鐵鋰為正極材料,具有極高的安全性和穩定性,充放電循環壽命長,適合長期使用。雖然能量密度較低,體積和重量較大,但在高功率輸出方面表現優異

3. 鋰鐵電池

鋰鐵電池以鋰金屬為負極,鐵氧化物為正極,安全性高幾乎沒有過熱爆炸的可能性,受到國外電動車大廠、綠能大廠的高度重視,正在積極推動研發。電池循環壽命比一般鋰電池高出4~5倍,放電功率也更高。

4. 鉛酸電池

作為早期可充電電池,鉛酸電池成本低、瞬間電流輸出能力高,適合大型移動電源或應急供電。不過,體積大且充電效率低。

5. 固態電池

使用固體電解質,具備高安全性和能量密度,壽命長。雖然目前技術尚未成熟且成本較高,但未來有望成為主流選擇。

【實際容量】×【電壓轉換】×【轉換耗損率】=【額定容量】

由於行動電源在充電時會發熱,屬於能量耗損,不同廠商的電路設計及用料不同,耗損能量也不一樣。所以在挑選時,別被「實際容量」誤導,要注意「額定容量」

電池容量

單位Wh,(不要看mAh,不同電壓轉換會有容量誤差) 1000Wh容量電池,使用1000W功率的家電可以使用大約一小時

容量-單位毫安培(mAh),安培(Ah):1000mAh的電池,等於1Ah的電量 7Ah的電池,耗電量為0.35A時,可使用20小時(計算公式為:7Ah ÷ 0.35A=20h)

mAh換算成Wh,需要知道電壓才能計算,換算公式為Wh = mAh × V (電壓)÷ 1000

電壓-V(伏特)一般鋰電池約 3.7V,行動電源的輸出有 5V、9V、12V等 10000mAh × 3.7V(電壓) ÷ 1000 = 37Wh

能量單位-瓦時(wh),功率單位:瓦(W) 1,000瓦(W)用電一小時為1度電(kWh)

296w的電腦使用24小時,使用之用電(kWh)(度) = 電腦消耗功率(W)×使用時數(h)÷1000 = 296×24÷1000=7(kWh)(度)。

充電頭:5V2A 為輸出電壓為5 伏特,輸出電流為2 安培的USB 充電器,最大輸出功率為10 瓦(5V * 2A = 10W)

注意電池類商品絕對建議購買經過台灣經濟部檢驗局BSMI安全認證的商品才有保障


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▼發電設備

瓦斯發電>瓦斯&汽油雙用發電機>柴油發電>太陽能發電>手搖發電>微型柴火爐火力發電爐 上述6種發電方式各有好壞,考驗各自的財力

例如瓦斯發電,雙用發電機價格高但效率與效能好,柴油發電相對便宜但味道重且聲音大容易吸怪,太陽能需要好天氣,手搖發電與柴火爐火力發電的效率都不高

看網路評價高功率首選是雙用型發電機,但有保養問題須注意

發電機部份我不熟,歡迎大家補充~


▼太陽能板介紹

太陽能板主要分為單晶矽、多晶矽、非晶矽三種類型 (參考文章)

單晶矽:價格高,轉換率約15-24%

多晶矽:價格低,轉換率約10-17%,晶矽在1~2年都會劣化,但不會超過20%

非晶矽:價格最低,轉換率約8-13%,光劣化度高,但材料運用高

一般太陽能板都是單晶矽,須注意便宜貨有可能是用多晶矽

太陽能板可以簡單分為 折疊型太陽能板(內建穩壓器)與固定型太陽能板(穩壓器需另購)

⚠️穩壓器(太陽能控制器 MPPT)

折疊型太陽能板 會內建穩壓器防止電壓、電流、溫度過載保護晶片,防止陽光遮擋造成充電斷斷續續導致設備損毀(注意便宜貨可能沒有內建穩壓控制器)

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徒步撤離情況依照自身體力配置(越輕巧越好) ​ ▼太陽能板重量參考值:30W(約900g)、28W(約700g)、21W(約400g)、5W太陽能板(165g)

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充電效率參考值:21w太陽能版晴天直曬充電10000mA行動電源,每小時充電約12-20%

需搭配行動電源使用(注意行動電源不可直曬太陽) PS:在行走移動時陽光遮擋會造成充電斷斷續續,不建議手機直接充電,建議先用行動電源儲電

30w以下的太陽能板通常沒有DC輸出接口,無法幫大型行動電源充電(即使有也充不太進去)

補充:價格低的雜牌需要注意穩壓器可能有問題,上方照片中的5W充電版官方說明有穩壓,但把我的電燈充壞了

注意充電端口問題 :USB-A/USB-C/TypeC/PD/無線/DC/AC/MC4 /車充

折疊式太陽能板 30w以下沒有DC端口,只適合搭配一般行動電源(USB-C/TypeC/PD充電) 50w以下沒有MC4接頭

圖片出處網路

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固定型太陽能板

由於重量和尺寸問題只適合定點(居家)或是裝車頂(露營車)使用 注意需加購電流控制面板(MPPT)和逆變器(CSP) 大型儲電系統大多是用固定型太陽能板+深循環電池/電瓶的組合,費用會便宜許多

圖片出處網路

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以大型行動電源的W,來反推需要的太陽能版W 例:190W太陽能板在南部晴天時一天大約充0.8度電 因此1度電的大型行動電源可以搭配190W的太陽能板

放置方式:太陽能板會因高溫導致效率下降,不可直接放地面放或是緊貼物體,需留出空間讓風帶走熱氣。 會建議朝正南,傾斜約10-23度,配合台灣緯度與太陽傾角(冬夏不同) ​ ⚠️電池不可直曬太陽⚠️


補充:固定型太陽能板可以用模組(MPPT)系統去做串聯來達到高瓦數發電

而攜帶型太陽能板有些是不能做串連的

ECOFLOW 行動電源用太陽能板

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