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歐盟正式公佈外接式電源供應器環保設計規範

2009年4月9日歐盟公報(Official Journal of the European Union)正式公佈外接式電源供應器環保設計實施措施。此歐盟(第278/2009號)規章，將於公佈後20天生效，生效後一年開始正式執行此實施措施。(預計執行點，2010年4月29日)

外接式電源供應器(External Power Supply)產品定義如下：是將主要電源端交流電(AC)輸入，轉換至低電壓直流電(DC)或AC的輸出；能在同一時間轉換單一的DC或AC輸出電壓；是含有主負載並且分開獨立的外接式供電設備；其供電設備擁有獨立實體機殼並包含主要負載。

儲能革命-鋰鐵電池
在股神巴菲特投資電池大王比亞迪之際，經營之神王永慶的台塑集團，也在2008以台塑生醫投資電池業者長園科技，並進一步與長園科技合資成立台塑長園能源科技，正式跨入鋰鐵電池及其正極材料產業，為什麼西方股神與東方經營之神同時看上儲能的電池產業呢？因為後石油時代之替代能源產業，包括風力、太陽能，或者以氫、甲醇、丁烷為原料之燃料電池，其商業化成敗關鍵之重要因素之一，就在於儲能的電池產業，而鋰鐵電池則被視為扮演改變人類動力的革命性關鍵儲能角色。
人類50幾年來之二次電池產業，因材料不同而不斷進步，從鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池到鋰電池，而鋰電池也因正極材料之演進（負極皆為碳）而有鋰鎳、鋰鈷、鋰錳及磷酸鋰鐵電池（LifePO4，簡稱鋰鐵電池）。目前汽、機車等大都使用鉛酸電池，較大品牌如YUASA、GS、統力、AC Delco等，因具環保問題而必須回收，就連現階段太陽能電池，主要也是以鉛酸儲存太陽光能轉換之電能，至於手持式電子3C產品如NB、手機、數位相機、PDA等，則以鋰鈷、鋰鎳或鋰錳電池為主，因體積小所需電流也較小，但常有過熱或爆炸等安全性問題，幾年前Sony、三洋、松下等電池芯製造廠商常因電池過熱問題而召回就是例子，當然更無法使用於需要高電流之車輛上，電動工具機使用的鎳鎘電池，也將逐漸被鋰電池取代。

評:強國的保護主義開始建立了
美國業者催生製造鋰電池的「台積電」
有可能成立一座像是半導體晶圓代工廠那樣的「電池代工廠」嗎？美國數家電池業者組成了一個聯盟，打算向政府尋求至少10億美元的資金挹注，來建立一座鋰離子電池代工廠。

解讀標準─PC交換式電源供應器節能標準 80 PLUS
交換式電源供應器(Switch Power Supply；SPS)單純以技術面來說，已經是成熟的產品，不過隨著用電成本越來越高，原本只擔負單純電源轉換功能的SPS，逐漸成為替電費把關的重要機制，例如越來越熱門的80 plus規範(80 PLUS Computer Power Supply Program)就是一個明顯的例子。
電力利用交流電(AC)形式，才能進行長距離的傳輸，但是絕大多數的電器設備卻必須使用直流電(DC)，兩者間的電力轉換遂成為顯學。利用半導體開關作為基礎原理的高頻切換技術，在1970年代提出，產品即為交換式電源供應器。
需要交換式電源供應器的應用產品相當多，除了依照應用瓦數作為分類基準外，終端應用亦可分為6大類：
1.電腦類：伺服器、工作站、個人電腦(DT與NB)、周邊。其SPS多屬於中功率(101w – 500w)應用。

提高電源轉換效率和省電能力對AC/DC應用日益重要。滿載效率向來是AC/DC電源供應設計的主要考量，但隨著越來越多的電源轉接器在待機模式下仍需消耗電力，如何進一步提高輕載和切斷負載時的省電能力也日趨重要。目前此類電源轉接器在世界各地的使用都快速增加，業界也因而開始制定各種新的節能標準。
這些新標準說明電源供應必須符合那些要求，才能提高它們在各種操作狀態下的電源使用效率。
為達到這些新的節能要求，越來越多電源供應開始採用準諧振控制和谷值電壓切換(valley voltage switching)等技術，以及包括脈衝省略(pulse-skipping)在內的多模式操作。透過這些技術，AC/DC轉換器在整個負載範圍內都能提供最高效率和省電能力。越來越多的省電型晶片已開始利用這些技術控制不同架構的電源轉換器。
限制待機耗電 越來越多的AC/DC電源轉換器已開始支援待機模式，而不再像過去一樣使用電源開關切斷電源；換言之，即使未執行主要功能，電器設備也會產生耗電。許多設備在待機狀態下都會消耗電力，最常見的例子包括使用遙控器的電視和音響設備；無線電話和無線路由器等使用外接式低壓電源供應的電子設備；影印機和印表機等辦公室設備；以及膝上型電腦充電器等裝置。每個轉換器的待機模式耗電其實不多，通常只在0.3~20W之間。然而待機耗電每天24小時都不會停止，且這類裝置不但數量龐大，還在世界各地以驚人的速度增加。因此把所有的電源轉換器加在一起，這些很小的耗電量就變成可觀的電力浪費。根據估計，待機耗電約佔歐洲家庭及辦公室用電的10%，在美國則相當於總使用電力的4%左右。 
為了限制待機耗電，同時提高整個負載範圍內的電源效率，世界各地已開始制定各種新標準，其中又以美國國家環境保護局(EPA)制定的能源之星(Energy Star)最受重視。能源之星包含許多正在逐步發展中的標準，它們能增強無負載和輕負載時的省電能力、提高正常操作下的效率、降低總諧波失真(THD)並使功率因數接近1。
表一是外接式單電壓AC/DC和AC/AC電源供應的能源之星標準，它是目前正在制定的這類標準之一。
在這些新標準出現後，業界開始提出和發展許多新的電源供應架構與控制技術，像是主動箝位與重置、轉移模式與交錯式多相功率因數修正(PFC)、脈衝省略、準諧振控制和谷值電壓切換，其中又以採用準諧振控制或谷值電壓切換及脈衝省略的返馳轉換器是最有用的技術解決方案之一。返馳轉換器架構簡單、低成本、零件數目少、易於控制且能支援多組輸出電壓，因此廣泛應用在各種消費產品。
為了提高效率和省電能力，同一架構的返馳轉換器還能採用準諧振控制等軟切換操作方式，以便減少電力浪費。在準諧振操作模式下，初級端主要開關的導通電壓會大幅降低，使得先前在截止狀態時充電至開關電容的電力能夠送回電源，大幅提升電源效率。相形之下，採用硬切換的CCM和DCM操作模式卻會出現很大的導通功耗。為了提高整個負載範圍的省電效率，返馳轉換器必須依據負載狀況採用不同的操作模式，如逐漸降低開關頻率的FFM模式和省電模式。FFM模式會隨著負載減少而逐漸降低開關頻率，以減少開關損耗。 當負載很小時，採用脈衝省略技術的返馳轉換器就會進入磁滯模式，又稱為省電模式或突發操作。
脈衝省略技術能減少開關功耗，同時提高無負載和負載很小時的省電能力。某些應用會使用前端功率因數修正前置穩壓器，可於負載很小時關閉功率因數修正功能，以便進一步節省耗電。
返馳控制元件的設計就是採用這些技術。例如德州儀器(TI)新推出的UCC28600準諧振省電模式返馳控制器就是一例，圖1是它在返馳轉換器的典型應用方式。本文接著將說明這些技術如何提高AC/DC轉換器的效率，同時將它們的省電能力最佳化。

著眼於全球鋰電池市場需求持續看漲，台灣鋰電池業者能元科技(Molicel)透露已著手進行產能擴充之相關計畫。該計畫將分成二階段執行，第一階段預計於2008年Q1前可投產，每月將增加近80萬顆電池產出；第二階段之擴廠藍圖業已完成，總產能預計增加20%~30%，增加產能所生產的鋰電池主要將用於筆記型電腦。

能元表示，根據市場研究機構IIT於2007年3月發表的報告指出，除筆記型電腦及手機等傳統主要應用外，電動工具、其他消費性電子產品、輕型電動車與電動汽車等新應用，已為鋰電池注入高度成長的動力，並將成為2016年鋰電池總產值挑戰100億美元的主要推手。前述新興應用的興起，除了加速鋰電池需求擴張之外，更有助於鋰電池產業跳脫筆記型電腦、手機等消費性電子產品之單一產業循環影響。

據IIT等研究機構推估，2008年鋰電池市場需求量約28.7億顆，年增率將超過20%。2016年鋰電池總需求量更可望突破50億顆。此外能元指出，根據市場研究機構對主要電池現有產能及產能擴充計畫之調查發現，主要電池品牌及電池組廠皆已積極擴展生產規模；但以目前所知的電池廠產能擴張的速度與未來需求成長的幅度相較，可更進一步預測近年鋰電池市場將持續出現供貨吃緊現象。

目前世界各國所發展的太陽電池應用產品主要有Ground Mounted、Roof-Top、BIPV等三種類型，Ground Mounted型產品主要為利益導向的專業投資公司所應用，產品均為大型模組，安裝於大面積的空曠地帶，以發電賺取商業利益為主要目的，經常為電力公司與能源業者所應用。

Ground Mounted…能源業者

Roof-Top型產品主要為一般個人、公司在運用，產品的結構要求較少，形式標準化，對於美觀的要求程度較低，主要安裝於建築物的屋頂，發電以供應自身的用電需求為主。

根據市場研究公司Frost & Sullivan的預測，全球鋰電池市場今後將大幅成長，2013年供貨量將達到近39億9,000萬顆。該公司的調查數據顯示，目前鋰電池的全球供貨量約為17億6,000萬顆，銷售額為58億9,000萬美元。

Frost & Sullivan分析指出，鋰電池能源密度的提高以及輕量化，是今後需求擴大的關鍵。尤其近年來可進行多重任務處理的消費性電子「小玩意兒(Gadget)」的市場擴大，使得對能源密度高且重量小的鋰電池的需求增大。

另外，配備高能效電池的工業用可攜設備需求增加，也將推動鋰電池市場的成長。由於認識到在消費性電子產品中使用鋰電池的好處，因此預計鋰電池在工業用設備中的使用量將增加。Frost & Sullivan預計消費性產品用鋰電池市場已經成熟，而針對工業及汽車應用的市場今後5~7年內還持續成長。

環保議題全球發燒，使得太陽能電池相關產業也跟著水漲船高；針對其中的薄膜太陽能電池及材料產業，工研院經資中心(IEK)日前發表最新研究報告，探討台灣廠商在此一領域的活動現況與發展機會所在。

IEK產業分析師王孟傑指出，大同集團旗下的太陽能矽晶圓廠綠能科技，與美商應用材料(Applied Materials)簽約合作投資矽薄膜太陽能電池廠，期望在太陽光電產業的熱力影響下，以其矽晶圓的事業基礎及同集團的華映的經驗做跳板，向未來極具潛力的產品發展；除此之外，一些光碟片廠商，如浩瀚數位、訊碟科技及中環等廠商，也陸續宣佈投入這個產業，台灣的薄膜太陽能電池產業已經逐漸升溫。
王孟傑表示，在多晶矽價格不斷上漲的情況下，薄膜太陽能電池提早受人注目，使得很多慢一步踏入這當紅產業的廠商也獲得了第二輪的切入機會。加上以應材為首的設備廠商很難打入LCD面板技術堅強的日本市場，因此積極尋找中國、台灣及歐美等新投入地區，爭取相關廠商的合作機會，並達到技術驗證及改進的效果；目前台灣除了綠能外，也有聯相與日本ULVAC，鑫笙與美國EPV簽約等案例(參考下表一)。
但矽薄膜太陽能電池的發展，除了設備製程技術之外，更重要的是其他材料的支援，如填充材料、背板及透明導電氧化物(Transparent Conductive Oxide，TCO)。目前台灣在這些材料都沒有明顯的涉足，幾乎以進口為主；由於薄膜太陽能電池模組是電池及模組製程連貫，因此電池完成，模組也跟著完成，封裝材料的供應也成了重大的課題。 王孟傑指出，目前台灣已有頂晶等模組廠，雖然規模不大，但未來擴產加上薄膜太陽能電池的需求上升，這些材料的供應吃緊也是可以預期；TCO更由於是LCD面板的共通材料，是否會使得TCO價格飆漲也是個觀察重點，尤其是近年來銦價因LCD面板在ITO的大量需求而漲了將近十倍之多(參考下圖一)，對於標榜低成本的薄膜太陽能電池是一個很大的考驗。 但從另一角度看，王孟傑認為若薄膜太陽能電池產業的成長夠快，應能促使台灣的相關材料廠商看上這個商機而投入，並加速其量產，將會使得這新興產業發展更順利。

一個由美國大學和業界組成的聯盟最近宣佈，已研發了全球能源轉換效率最高、達42.8%的太陽能電池，而一般傳統太陽能電池的能源轉換效率僅15%。上述聯盟成員包括發明該太陽電池技術的Delaware州大學(University of Delaware)，以及準備將該技術商業化的業者E.I. du Pont de Nemours and Company (DuPont)。

這個分為三個階段、總研究經費1億美元的研發計畫，是由美國國防部高等研究計劃局(Darpa)所贊助的「超高效率太陽能電池(Very High Efficiency Solar Cell，VHESC)專案」。該聯盟為期三年的最終目標，是達成以目前傳統太陽能電池每平方公尺1,000美元的成本，實現50%的能源轉換效率。

Delaware州大學電子工程系教授兼VHESC專案聯合首席研究員Christiana Honsberg表示：「我們非常有信心能達成Darpa為VHESC專案所設立的目標──畢竟我們僅在第一階段的18個月裡就實現了42.8%的能源轉換效率。」