專利地圖及專題文章：2022全球「儲能系統」專利地圖分析
28676
來源: Rex Wang 2022-8-19
「儲能系統」專利地圖
一、 儲能系統
全球能源轉型時代來臨，各國無不積極發展綠能政策，綠能科技更被視為未來經濟成長的趨動引擎；另一方面，全球氣候暖化情形逐年惡化，異常氣溫與極端氣候消息頻傳，聯合國政府間氣候變遷委員會IPCC強烈呼籲各國在2050年前儘量使用低碳排放能源發電，並積極尋找綠色替代能源，但由於再生能源幾乎都存在著發電量不穩定的問題，未來在尖、離峰的用電調節上，儲能系統技術的發展勢必將扮演要角。
如下圖所示，儲能系統的種類大致可分為五大類：
1.機械儲能，其主要以抽蓄水力儲能、壓縮空氣儲能及飛輪儲能為主；2.電化學儲能，其較不受限於地理環境，因此現階段的儲能系統大多以此技術為主，包含鉛酸電池、鋰電池、液流電池等；3.化學儲能，其主要是將氫氣（H2）及合成天然氣（SNG）作為二次能源載體；4.電力儲能，其主要以超級電容及超導磁儲能為主；及5.熱能儲能有，其主要以熱泵儲能、熔鹽儲能以及液態空氣儲能等。[註1]
儲能系統的種類[註1]
鑑於「儲能系統」將是未來再生能源穩定供電的重要課題，於是本分析從GPSS[註2]的海量專利中，針對「儲能系統」作統計分析，其涵蓋到全球「儲能系統」專利年度趨勢解析、競爭國解析、競爭公司解析、IPC技術專長解析及相關專利解析等，據以分析「儲能系統」的全球專利佈局趨勢，並提供台灣相關業者作為開發專利佈局的參考，以有利台灣產業鏈掌握核心競爭力持續深化，且商場如戰場，亦要知己知彼，才能百戰百勝。
二、 「儲能系統」專利年度趨勢解析
至2022/8/14日止，全球「儲能系統」年度專利公開量從2003年至2010年間呈現緩慢成長，從2011年至2021年呈現爆炸性成長，代表著全球相關業者相當積極投入「儲能系統」之技術發展。
全球「儲能系統」之專利年度趨勢圖
三、 專利佈局之競爭市場解析
至2022/8/14日止，全球「儲能系統」的專利佈局區域，以中國為最多，共有8799件，其次布局數量排行第二則為美國則共有1037件，足見中國與美國市場深受業界的重視。特別一提，布局台灣則有171件。
全球「儲能系統」專利佈局之競爭市場排行圖
四、 專利競爭國解析
至2022/8/14日止，全球「儲能系統」的各國專利產出以中國為最多，共有6889件，而所產出數量排行第二則為美國則有1148件，韓國則排名第三，足見中國的儲能系統的技術正在蓬勃發展當中。
全球「儲能系統」之專利競爭國排行圖
五、 專利競爭公司解析
至2022/8/14日止，全球「儲能系統」的競爭公司排行，大部分均由中國公司包辦:TOP 1為西安熱工研究院有限公司，其共有348件；TOP 2為國家電網公司，其共有238件；TOP 3為華北電力大學，其共有143件。
全球「儲能系統」之專利競爭公司排行圖
六、 全球「儲能系統」之相關專利解析
(一)、TW202119333A:
億鴻系統科技股份有限公司的一種「可智慧調配充放電的電力儲能系統及其控制方法」，係由一伺服器裝置將至少一智慧電表的用電數據紀錄成一用電資料，該伺服器裝置擷取一氣象資料及一電價資料，根據該氣象資料及該用電資料預測未來的用電而產生一用電量預測資料，該伺服器裝置將該用電量預測資料對應該電價資料產生一充放電排程，並根據該充放電排程控制市電在離峰電價時間對一儲能設備充電及對一負載端供電，或控制該儲能設備在尖峰電價時間供電給該負載端，以節省尖峰電價時間的用電，藉此可智慧調配儲能設備在充放電，以提升用電調配的彈性並達到節省電費的目的。
TW202119333A專利案
(二)、TW202041778A:
皇甫歡宇(中國大陸)的一種「具有流體調壓作用的慣性儲能裝置及儲能方法」專利案，係公開: 一種具有流體調壓作用的慣性儲能裝置及儲能方法，裝置包括真空容器、壓力調控容器、壓力傳動部件、動能回收裝置及液壓發電裝置。儲能方法包括以下步驟：提供流體，該流體具體為：液體或壓縮氣體；對所述流體進行加速之後對該流體進行減速；當對所述流體進行減速時，將所述流體的減速動能進行回收；在對所述流體進行加速或減速的過程中，根據該流體的速度變化率及運動狀態將該流體的壓強從第一壓強調控至第二壓強。該儲能裝置在慣性儲能過程中可對流體進行調壓，並對調壓後的流體壓力能進行獲取。
TW202041778A
(三)、TW202021897A:
美商能源庫股份有限公司的「用於儲存電並產生電的方法、能量儲存系統、用於能量儲存與產生系統中的塊體、用於在能量儲存與產生系統中提升及降低塊體的抓爪其操作其的方法」專利案，係公開一種能量儲存系統包括起重機及多個塊體，其中可操作起重機以將塊體自較低海拔高度移動至較高海拔高度（經由堆疊塊體）以將電能儲存為塊體的位能，且然後可操作起重機以將塊體自較高海拔高度移動至較低海拔高度（經由拆解塊體）以基於在降低（例如，藉由重力）塊體時的動能產生電。能量儲存系統可例如在太陽能可用時的日間時段期間將自太陽能產生的電以位能的形式儲存於堆疊塊體中，且可在太陽能不可用時的夜間時段期間將堆疊塊體中的位能轉換成電，並將所轉換的電輸送至電力網。
TW202021897A專利案
(四)、TW202016422A:
瑞萊國際開發股份有限公司的「複合式環保火力產電儲能系統」專利案，係公開: 一種複合式產電儲能系統，其包含一鍋爐裝置與一發電模組連接在一蒸氣導流管的二端，以及該鍋爐裝置與該發電模組連接在一蓄熱管的二端，且該鍋爐裝置係使用改性甲醇燃料。複數熱電轉換模組安裝在該蓄熱管的表面。一儲能裝置電性連接該熱電轉換模組及/或該發電模組。藉此達到提高發電效益及減少空污產生的功效。
TW202016422A專利案
(五)、TW201828771A
日商住友電氣工業股份有限公司的「能量貯藏系統及變動電力安定利用系統」專利案，係公開: 能量貯藏系統，具備：從電力產生熱之發熱裝置、以及儲存用前述發熱裝置所產生的熱之蓄熱裝置；前述發熱裝置，具備：電動機，其係連接到電力系統，利用從前述電力系統所電力接收的剩餘電力而旋轉；以及發熱機，其係具有利用前述電動機而旋轉之旋轉部及利用電磁感應而發熱之發熱部，把前述電動機的旋轉力變換成熱。
TW201828771A專利案
(六)、TW201800663A:
西風技研股份有限公司的「發電系統及發電系統用位能儲存裝置、以及發電系統用彈性能儲存裝置」專利案，係公開: 一實施形態之發電系統具備：接納裝置，其接納風力及波力等之可再生能源而產生第1動力；儲存裝置，其使用第1動力儲存位能或彈性能，且使用所儲存之位能或彈性能而產生較第1動力大之第2動力；及發電裝置，其將第2動力轉換為電力。根據該發電系統，即便在不穩定且斷續性之可再生能源環境中，亦可獲得穩定地驅動發電裝置之較大動力。
TW201800663A專利案
(七)、TW201707328A:
能源樹服務公司(美國)的「用於對能量儲存或替代產生參考的柵格產生裝置之安全隔離和重新連接的方法」專利案，係揭示電力控制電路系統、電力系統、以及相關的方法。電力系統包含電力控制電路系統，該電力控制電路系統包含：一第一電力切換器，其被配置成用以將一經增補柵格同步的電力產生器耦接至一主柵格電源；以及一第二電力切換器，其被配置成用以將該經增補柵格同步的電力產生器耦接至一分配單元，該分配單元被配置成用以將該電力分配給多個負載。該電力控制電路系統還包含時間延遲電路系統，該時間延遲電路系統被配置成用以控制該第一電力切換器以及該第二電力切換器。本發明的方法包含當一主柵格電源正在提供主電力時，保持一經增補柵格同步的電力產生器被耦接至該主柵格電源；以及響應於停止提供該主電力而將該經增補柵格同步的電力產生器與該主柵格電源中斷耦接。該方法還包含在停止提供該主電力之後的一段延遲時間週期將該經增補柵格同步的電力產生器耦接至一分配單元。
TW201707328A專利案
(八)、TW201620703A:
大葉大學的「旋轉儲能器之複合材料飛輪轉子及其製造方法」專利案，係公開:一種旋轉儲能器之複合材料飛輪轉子，主要包括一飛輪、一纖維織物以及一滲透物質所構成；該纖維織物係由纖維織物與熱固化配方利用一預定方式暫時結合於該飛輪表面而形成吸收表面；該滲透物質係由碳材料與熱固化配方混合而成滲透物質，係在各該纖維織物上形成一滲透物質，且該滲透物質係經由滲吸作用覆蓋該飛輪表面與各纖維織物之纖維織物所形成一滲透物質，使該纖維織物與該滲透物質包括以熱能固化製成之物件，使該飛輪可承受之最高轉速及啟動扭力之允收標準。
TW201620703A專利案
七、 結論
現階段臺灣積極推動綠能產業，例如:離岸風電與太陽能產業等，但由於再生能源幾乎都存在著發電量不穩定的問題，未來在尖、離峰的用電調節上，儲能技術的發展勢必將會扮演要角。
然而，目前臺灣廠商在儲能技術領域尚無太多著墨，未來該如何滿足臺灣創能所需，切入國際儲能產業供應鏈，亦或是尋找利基市場以建立自主儲能產業，亦可藉由本所藉由此次全球「儲能系統」專利地圖之建置分析，可以探知全球「儲能系統」的核心技術，以及同性質競爭公司的研發技術及其佈雷區，以絕專利侵權被告之可能，並可以既有的「儲能系統」技術，進行創新改良或迴避設計，進而促進國內產業升級，亦可為企業自身創造價值及競爭優勢。
若有企業先進或創業家欲對本專題或創新議題或相關專利內容想要進一步瞭解者，或對某產業技術進行FTO、專利地圖分析、專利檢索、專利申請及各專利舉發及迴避設計分析，敬請隨時歡迎電洽：中銓國際專利商標事務所熱線：04-23823629，將派專人提供服務。
關鍵字:溫室效應、綠能、再生能源、儲能系統、專利分析、專利地圖
資料來源：
二、 「儲能系統」專利年度趨勢解析
至2022/8/14日止，全球「儲能系統」年度專利公開量從2003年至2010年間呈現緩慢成長，從2011年至2021年呈現爆炸性成長，代表著全球相關業者相當積極投入「儲能系統」之技術發展。
全球「儲能系統」之專利年度趨勢圖
三、 專利佈局之競爭市場解析
至2022/8/14日止，全球「儲能系統」的專利佈局區域，以中國為最多，共有8799件，其次布局數量排行第二則為美國則共有1037件，足見中國與美國市場深受業界的重視。特別一提，布局台灣則有171件。
全球「儲能系統」專利佈局之競爭市場排行圖
四、 專利競爭國解析
至2022/8/14日止，全球「儲能系統」的各國專利產出以中國為最多，共有6889件，而所產出數量排行第二則為美國則有1148件，韓國則排名第三，足見中國的儲能系統的技術正在蓬勃發展當中。
全球「儲能系統」之專利競爭國排行圖
五、 專利競爭公司解析
至2022/8/14日止，全球「儲能系統」的競爭公司排行，大部分均由中國公司包辦:TOP 1為西安熱工研究院有限公司，其共有348件；TOP 2為國家電網公司，其共有238件；TOP 3為華北電力大學，其共有143件。
全球「儲能系統」之專利競爭公司排行圖
六、 全球「儲能系統」之相關專利解析
(一)、TW202119333A:
億鴻系統科技股份有限公司的一種「可智慧調配充放電的電力儲能系統及其控制方法」，係由一伺服器裝置將至少一智慧電表的用電數據紀錄成一用電資料，該伺服器裝置擷取一氣象資料及一電價資料，根據該氣象資料及該用電資料預測未來的用電而產生一用電量預測資料，該伺服器裝置將該用電量預測資料對應該電價資料產生一充放電排程，並根據該充放電排程控制市電在離峰電價時間對一儲能設備充電及對一負載端供電，或控制該儲能設備在尖峰電價時間供電給該負載端，以節省尖峰電價時間的用電，藉此可智慧調配儲能設備在充放電，以提升用電調配的彈性並達到節省電費的目的。
TW202119333A專利案
(二)、TW202041778A:
皇甫歡宇(中國大陸)的一種「具有流體調壓作用的慣性儲能裝置及儲能方法」專利案，係公開: 一種具有流體調壓作用的慣性儲能裝置及儲能方法，裝置包括真空容器、壓力調控容器、壓力傳動部件、動能回收裝置及液壓發電裝置。儲能方法包括以下步驟：提供流體，該流體具體為：液體或壓縮氣體；對所述流體進行加速之後對該流體進行減速；當對所述流體進行減速時，將所述流體的減速動能進行回收；在對所述流體進行加速或減速的過程中，根據該流體的速度變化率及運動狀態將該流體的壓強從第一壓強調控至第二壓強。該儲能裝置在慣性儲能過程中可對流體進行調壓，並對調壓後的流體壓力能進行獲取。
TW202041778A
(三)、TW202021897A:
美商能源庫股份有限公司的「用於儲存電並產生電的方法、能量儲存系統、用於能量儲存與產生系統中的塊體、用於在能量儲存與產生系統中提升及降低塊體的抓爪其操作其的方法」專利案，係公開一種能量儲存系統包括起重機及多個塊體，其中可操作起重機以將塊體自較低海拔高度移動至較高海拔高度（經由堆疊塊體）以將電能儲存為塊體的位能，且然後可操作起重機以將塊體自較高海拔高度移動至較低海拔高度（經由拆解塊體）以基於在降低（例如，藉由重力）塊體時的動能產生電。能量儲存系統可例如在太陽能可用時的日間時段期間將自太陽能產生的電以位能的形式儲存於堆疊塊體中，且可在太陽能不可用時的夜間時段期間將堆疊塊體中的位能轉換成電，並將所轉換的電輸送至電力網。
TW202021897A專利案
(四)、TW202016422A:
瑞萊國際開發股份有限公司的「複合式環保火力產電儲能系統」專利案，係公開: 一種複合式產電儲能系統，其包含一鍋爐裝置與一發電模組連接在一蒸氣導流管的二端，以及該鍋爐裝置與該發電模組連接在一蓄熱管的二端，且該鍋爐裝置係使用改性甲醇燃料。複數熱電轉換模組安裝在該蓄熱管的表面。一儲能裝置電性連接該熱電轉換模組及/或該發電模組。藉此達到提高發電效益及減少空污產生的功效。
TW202016422A專利案
(五)、TW201828771A
日商住友電氣工業股份有限公司的「能量貯藏系統及變動電力安定利用系統」專利案，係公開: 能量貯藏系統，具備：從電力產生熱之發熱裝置、以及儲存用前述發熱裝置所產生的熱之蓄熱裝置；前述發熱裝置，具備：電動機，其係連接到電力系統，利用從前述電力系統所電力接收的剩餘電力而旋轉；以及發熱機，其係具有利用前述電動機而旋轉之旋轉部及利用電磁感應而發熱之發熱部，把前述電動機的旋轉力變換成熱。
TW201828771A專利案
(六)、TW201800663A:
西風技研股份有限公司的「發電系統及發電系統用位能儲存裝置、以及發電系統用彈性能儲存裝置」專利案，係公開: 一實施形態之發電系統具備：接納裝置，其接納風力及波力等之可再生能源而產生第1動力；儲存裝置，其使用第1動力儲存位能或彈性能，且使用所儲存之位能或彈性能而產生較第1動力大之第2動力；及發電裝置，其將第2動力轉換為電力。根據該發電系統，即便在不穩定且斷續性之可再生能源環境中，亦可獲得穩定地驅動發電裝置之較大動力。
TW201800663A專利案
(七)、TW201707328A:
能源樹服務公司(美國)的「用於對能量儲存或替代產生參考的柵格產生裝置之安全隔離和重新連接的方法」專利案，係揭示電力控制電路系統、電力系統、以及相關的方法。電力系統包含電力控制電路系統，該電力控制電路系統包含：一第一電力切換器，其被配置成用以將一經增補柵格同步的電力產生器耦接至一主柵格電源；以及一第二電力切換器，其被配置成用以將該經增補柵格同步的電力產生器耦接至一分配單元，該分配單元被配置成用以將該電力分配給多個負載。該電力控制電路系統還包含時間延遲電路系統，該時間延遲電路系統被配置成用以控制該第一電力切換器以及該第二電力切換器。本發明的方法包含當一主柵格電源正在提供主電力時，保持一經增補柵格同步的電力產生器被耦接至該主柵格電源；以及響應於停止提供該主電力而將該經增補柵格同步的電力產生器與該主柵格電源中斷耦接。該方法還包含在停止提供該主電力之後的一段延遲時間週期將該經增補柵格同步的電力產生器耦接至一分配單元。
TW201707328A專利案
(八)、TW201620703A:
大葉大學的「旋轉儲能器之複合材料飛輪轉子及其製造方法」專利案，係公開:一種旋轉儲能器之複合材料飛輪轉子，主要包括一飛輪、一纖維織物以及一滲透物質所構成；該纖維織物係由纖維織物與熱固化配方利用一預定方式暫時結合於該飛輪表面而形成吸收表面；該滲透物質係由碳材料與熱固化配方混合而成滲透物質，係在各該纖維織物上形成一滲透物質，且該滲透物質係經由滲吸作用覆蓋該飛輪表面與各纖維織物之纖維織物所形成一滲透物質，使該纖維織物與該滲透物質包括以熱能固化製成之物件，使該飛輪可承受之最高轉速及啟動扭力之允收標準。
TW201620703A專利案
七、 結論
現階段臺灣積極推動綠能產業，例如:離岸風電與太陽能產業等，但由於再生能源幾乎都存在著發電量不穩定的問題，未來在尖、離峰的用電調節上，儲能技術的發展勢必將會扮演要角。
然而，目前臺灣廠商在儲能技術領域尚無太多著墨，未來該如何滿足臺灣創能所需，切入國際儲能產業供應鏈，亦或是尋找利基市場以建立自主儲能產業，亦可藉由本所藉由此次全球「儲能系統」專利地圖之建置分析，可以探知全球「儲能系統」的核心技術，以及同性質競爭公司的研發技術及其佈雷區，以絕專利侵權被告之可能，並可以既有的「儲能系統」技術，進行創新改良或迴避設計，進而促進國內產業升級，亦可為企業自身創造價值及競爭優勢。
若有企業先進或創業家欲對本專題或創新議題或相關專利內容想要進一步瞭解者，或對某產業技術進行FTO、專利地圖分析、專利檢索、專利申請及各專利舉發及迴避設計分析，敬請隨時歡迎電洽：中銓國際專利商標事務所熱線：04-23823629，將派專人提供服務。
關鍵字:溫室效應、綠能、再生能源、儲能系統、專利分析、專利地圖
資料來源：
關鍵字：#綠能 #氣候變遷 #全球暖化 #儲能系統 #穩定供電
