落實智慧電網　智慧住宅能源管理裝置立大功

圖1　智慧型住宅能源管理概念裝置示意圖

只須輕觸一個開關就能聰明地管 理家中每部電器已非遙不可及。未來只要將開關從Goodbye切換到Hello，就可啟動英特爾(Intel)智慧型住宅能源管理(Intelligent Home Energy Management)概念裝置(圖1)，這個體積與筆記本相同大小，並搭載觸控螢幕的輕巧裝置，能透過無線網路連結家電產品及家中的電表。  

另稱為Home Dashboard的裝置能顯示冰箱在何時較費電，並會建議幫助降低費用的省電方案，幫助降低費用、協助選購效率更高的產品、比較鄰近零售店家的方案、甚至還能善用折扣優惠的福利。  

此概念是由英特爾執行長歐特寧(Paul Otellini)在2010年國際消費性電子展(CES)中提出。其目的在於展現每個家庭成員都能輕易掌控能源成本、管理住宅及維護安全。此裝置亦展現廠商的技術能在家庭中提供超越生產力與娛樂的功能，還能協助減少未來10年內，美國能源需求成長與實際產能間將出現預估達13%的落差。  

透過住宅能源裝置節省能源  

Home Dashboard功能超越傳統住宅能源監視設備，該裝置可告訴用戶住宅中哪些地方耗費過多的電力、提供適當的建議、設定節電目標、協助住戶控制家電的運作，以盡可能省下更多的能源。住宅能源管理裝置內建英特爾凌動(Atom)處理器，能從電表、智慧型插座、家電及住宅無線感測器的網路等收集資料，提供客製化的檢視內容，反映每部家電的能源消耗狀況。  

儘管體積小巧，能源管理裝置仍擁有充裕的運算效能，能夠同時執行數十個新穎的Widget程式，來提升住宅管理的效能。  

除能源管理外，這款裝置還能協助屋主與其子女注意各種訊息，從巴士時程與當地交通，一直到為植物澆水的時間，還能建議使用者採行各種能節省能源的小習慣。  

依需求調整能源計費模式興起  

在某些地區，水電能源售價已開始演變為依需求即時變動的調整模式。在這類的計費模式中，能源價格是按特定時段收費，而且會受顧客需求情況所影響。由於電源管理裝置可從電表接收訊號，因此能讓消費者透過圖像，輕易了解幾乎是最即時的電價資訊。  

圖2　智慧型住宅能源管理概念裝置可顯示尖峰用電情況

為幫助使用者了解不斷變化的能源價格，避免不必要的成本，這款裝置會將尖峰時段的能源價格顯示在一個分區時鐘畫面上(圖2)。用手指輕按啟動開關，就能開啟一個Widget程式的主畫面，使用者可快速看到住宅系統的訊息，某些家電須要注意處理時，畫面上會立即出現警示訊息。這款裝置能向家庭成員提供各種建議，協助改變洗衣機、烘衣機、洗碗機、電熱器及空調系統的使用模式，每年最多可省下數百美元的電費。  

智慧電表改變用電模式  

智慧型住宅能源管理裝置是先進電表基礎建設(Advanced Metering Infrastructure, AMI)的一個產品實例，AMI計畫的目標是協助民眾從被動式能源消費者，轉變成掌握資訊的主動參與者，一同參與智慧電網的能源管理。類似的裝置一旦大量地在住宅與企業布建，就能提供使用狀況的資訊，協助電網的輸電負載達到平衡狀態，並能預測需求的改變。  

2009年美國能源部點出智慧電網對美國未來的意義，該單位表示，顧客未來將要求更多的主動掌控能力，而非放任不管，且須告訴顧客其支付的費率，以及顧客能如何減少電費，然後觀察結果。智慧型電表將對人們使用電力的模式產生重大影響，因此包括各國政府、公協會與廠商也紛紛提出智慧電網法案與發展計畫。  

2007年的美國《能源獨立與安全法案》規範智慧型家電與消費性產品必須能與智慧電網進行互動，並為消費者提供相關資訊，協助管理能源的消耗。2009年的哥本哈根氣候會議中，家電製造商協會(Association of Home Appliance Manufacturers, AHAM)發表多項指南，介紹支援智慧電網的家電可如何為消費者提供優異的選擇、控制能力及安全性。  

在一項由英特爾贊助的計畫中，Wipro Consulting Services針對住宅能源管理系統進行一項調查，結果顯示如智慧型住宅能源管理般的裝置，能協助典型美國家庭的屋主節省30%的能源，對於普通的美國屋主而言，相當於減少每年470美元的電費支出。Wipro研究計畫並指出，在一百萬戶家庭中部署這類裝置，能讓能源公司減少33%的尖峰時段負載量，相當於六座250百萬瓦的火力發電廠，等於省下10億美元的建廠資金成本。  

透過感測器了解電器運作狀況  

來看看在幾年後，一般家庭如何使用智慧型住宅能源管理裝置。梅麗莎從學校回家時，輕按Hello開關，啟動能源管理裝置11吋的螢幕。由於梅麗莎很在意節能省電，她注意到該裝置除採用英特爾最小且最省電的處理器，還透過環保的有機發光二極體(OLED)螢幕，達到節能省電的目標。  

梅麗莎一回到家，就在這款裝置上使用類似自己智慧型手機的觸控介面。啟動裝置後，梅麗莎注意到螢幕上顯示的三個新訊息，包括爸爸留了一個影音留言，在他出門之前利用儀表板內建攝影機拍下影音留言內容。螢幕上還顯示建議讓能源管理裝置調整氣候控制系統的溫度，在下午把溫度調整3度，以便於尖峰耗電時段節省能源。裝置上還顯示一個提醒訊息，告知住宅空調系統該更換濾網，因為裝置透過無線感測器收到空調系統傳來的訊號。而其他類似的感測器，以及住宅各處的智慧型插座，都會監視用電、用水的狀況，以及每部電器的運轉情況。  

智慧型住宅能源管理裝置可透過業界標準的ZigBee無線網路，連結智慧型家電、具無線傳輸能力的智慧型插座及電表。用戶僅須用手指輕觸螢幕，就能透過圖像快速了解整個網路的狀況，或查看任何一部電器的訊息。該裝置還內建無線區域網路(Wi-Fi)連線功能，可讓梅麗莎的父母能從軟體商店下載Widget小程式，Wi-Fi連線功能還可讓裝置能管理各種家電，以及透過手機或遠處的電腦觀看保全攝影機所拍到的畫面，甚至能即時更新水電能源的計費時段表，讓梅麗莎和家人調整家用電器的使用模式。  

Home Dashboard能同時執行十多個Widget程式，家人最喜愛的Widget會顯示在螢幕的最上方。Hello-Goodbye這種操作簡便的開關，設在裝置的最上方，讓梅麗莎與其他家人可啟動自己的客制化設定，像是調整住宅調溫系統，在所有家人都出門時，達到最理想的節省能源效果，或是啟動保全系統。  

梅麗莎的父母最近下載一個Widget程式，能針對當地零售店家，比較店裡販售家電的省電效率。只要用手指輕按，就能得知哪一款家電最省電，並根據家人的使用狀況，估算回本所需的時間，甚至尋找特別低廉的售價與折扣優惠。能源管理裝置還能調整使用電器時間的優點，讓電器能多加利用再生能源包括風力與太陽能發電所產生的電力。  

此外，智慧型住宅能源管理裝置能將用戶能源使用狀況，和鄰近地區其他人口類似的住家民眾進行比較，還有和整個城市或電力公司的平均使用狀況進行比較，協助用戶設定目標，以及提供節省能源新方法的建議。用戶也可利用能源管理裝置提供的資料，在電腦上建立一個試算表，追蹤如何減少碳足跡，藉以對抗氣候變遷。  

從住家開始改變用電模式  

英特爾相信，想要減少能源消耗，以及達到按需求調整價格所帶來的各種好處，最好的方法就是從消費端著手，也就是家裡。廠商的智慧型住宅能源管理裝置概念機，展示許多方法，讓一般家庭的屋主能掌控自己使用能源的模式。  

英特爾在開發概念機之前，即和一家位於加州Palo Alto的設計與創新諮詢公司IDEO合作。IDEO進行一項人類行為研究計畫，結果顯示有意義的創新能源節省目標，需要一個理想的系統，讓消費者有理由去改變，採取簡單的行動及各種獎勵因素，鼓勵其朝目標邁進。  

廠商的智慧型住宅能源管理裝置設計成住宅中心裝置，讓家人透過簡單、容易接觸、且方便的方式了解智慧電網，並能以幾近即時的方式，看到自己改變行為所得到的正面結果。該裝置能協助消費者設定目標，以及衡量進度，其功能就像一位教練，協助民眾以新的方式參與住宅管理，並調整自己的住宅管理計畫，讓個人的生活形態更趨於完美。

除了協助管理能源成本外，此種多功能裝置還能協助使用者養成主動管理住宅的習慣，隨時注意住宅的維護、做出聰明的選擇、向家人留言及控制住宅保全系統，所有動作都透過一個中央儀表板就可完成。而了解持續改變的能源價格，並避免不必要的支出也是該概念機的功能之一，能源價格訊息會顯示在時鐘的畫面，協助用戶節省成本，且系統會自動顯示訊息，提醒消費者查看住宅儀表板所提供的資訊。  

把智慧電網帶入家中  

透過智慧型住宅能源管理裝置的概念，廠商著手開發一款產品，透過電源使用效益強大的處理器，搭配先進的觸控螢幕，以及符合人體工學的操作介面，展現這類產品帶來的種種效益。這款概念設計產品，將智慧電網帶入家庭，建構各種互動模式，以及簡單易懂的圖形介面，讓消費者獲得全新的選擇，協助其掌握住宅管理與能源使用的狀況。  

(本文作者為英特爾亞太區嵌入式產品事業群嵌入及通訊產品市場協理)