本實驗室創新開發分散式智慧虛擬電廠(Intelligent Virtual Power Plant, iVPP)概念，以電網雲為基礎，形成一座規模較大的智慧能源管理系統(Intelligent Energy Management，iEMS)。整合各分散式能源(Distributed Energy Resources， DERs)運作狀態並聚集各種不同技術類型電力。為配合台電推行電力輔助服務機制，將傳統VPP聚合電力概念加入綠色減碳元素，開發具淨零概念的智慧虛擬電廠(Intelligent Virtual Power Plant, iVPP)，協助企業參與台電的電力輔助服務交易，兼顧減碳與能源調度的永續發展。綜上所述，為建立iVPP模組，將逐步開發iVPP之中央調度平台(iVPP_C)、與北(N)中(M)南(S)東(E)各區域之iVPP_n功能，並基於碳排管理資訊與能源管理資訊透過人工智慧最佳化模組來求出分散式虛擬電廠的電力資源的調度方式,以使得分散式虛擬電廠的電力調度同時滿足企業經濟效益與淨零碳排的需求。

          本實驗室創新開發㇐種整合碳排管理與能源管理的混合架構及其方法，可應用於基於工業4.0的綠色智慧製造，藉由物聯網裝置收集所需的大數據，並結合置於雲端平台的人工智慧預測與最佳化服務，包含新型智慧能源管理與智慧碳排管理之整合服務，同時進行智慧製程與智慧廠務雙系統的節能減碳運行，使智慧製造再升級為綠色智慧製造並提供綠色永續能源逐步邁向淨零。本實驗室開發之新型智慧能源管理與智慧碳排管理之整合服務可搭配自主智慧微電網及分散式智慧虛擬電廠進行綠色能源與儲能的最佳化控制及調度(包含電動車)並藉以規劃年度減碳目標，同時協助企業導入ESG模組，加速我國淨零實現進程。

         台灣四面環海，海洋資源豐富。屬於藍碳範疇的微藻(Microalgae)養殖，近來備受矚目。微藻具有比樹木多6倍的固碳能力，養殖1公噸藻就能吸收2公噸二氧化碳，是固碳效率最高的植物。微藻可在高濃度二氧化碳製程環境中存活與成長，如船運業、石化業、半導體業的煙道氣與製程廢氣。微藻長成後還可做生質燃料，經濟效益與環保效益極高，有助於產業的固碳與碳循環，以降低二氧化碳直接排放量。微藻養殖自動化，或稱負碳裝置(Carbon Negative Device) 是指將微藻營養液置入指定容器，如水缸、水袋或水池，並打入二氧化碳進行固碳養殖的裝置。本實驗室開發固碳生物負碳裝置之智慧節能減碳(Energy-Saving and Carbon-Reduction Adjustment, ESCRA)系統，包括微藻生長週期辨識、智慧碳權管理系統及微藻養殖自動化之智慧節能減碳系統，作法如下：將微藻營養液置入指定容器中，然後打入二氧化碳進行自動化固碳養殖。約數天後完成養殖，之後將微藻乾燥保存，或進行後續生技產品應用。微藻固碳生物養殖利用了微藻的生物學特性將二氧化碳轉化為有機物質，同時還可以利用其生產的生物質開發成生質油，這使其具有顯著的減碳潛力，可成為2050年淨零碳排的碳匯解決方案之一，且是未來全球減碳不可忽視的一塊。如英國新創Brilliant Planet提出要建置超大型微藻繁殖場，未來甚至可能擴張到每年捕獲數十億噸二氧化碳。國內也有許多案例，如工研院透過產業排放的二氧化碳來進行微藻固碳，之後從中提煉出生質燃料、高值化產品等。成大也有與中鋼公司合作的經驗，在中鋼廠內建置約2噸容量的煙道廢氣微藻養殖模場，且已運轉超過兩年時間。研究成果已申請國科會計畫執行中。

          本實驗室開發二氧化碳資源化系統架構，包含整合開發綠色能源(零碳綠電技術)與發展綠色石化基礎料源二種碳循環經濟模式。實驗室重要貢獻包含共同參與價創計畫申請、協助綠色能源及兩性膜產氫的研發分析、研發精進P2G/G2P技術架構、評估分析碳中和適合建置之應用場域、利用碳捕獲結合氫能建構一封閉循環之零碳排自主型發電系統(負碳排綠電技術)、規劃應用於零碳排船舶之複合式發電系統與微渦輪機的整合開發、規劃結合人工合成天然氣及部份加氫氨作為發電燃料，協助國內企業未來加速發展碳中和與淨零的達標里程。研究成果已申請國科會價創計畫執行。

          建築與營建部門的碳排放佔全球總量近四成，因此具有極大的減碳潛力。為實現2050年淨零碳排放目標，需要從材料與節能減碳等各方面進行相關研究。本實驗室設計淨零概念建築，通過收集多方資料，找出適用建築減碳設計的方法，包括減少使用高碳排放材料和利用負碳材料。其中，採用負碳水泥設計以降低整體建材碳排放。此外，本實驗室引入生成式AI生成對抗網絡GAN（Generative Adversarial Network）來強化數據進行綠色能源與建築能源的智慧管理，以減少能源使用碳排放，並利用微藻、生物碳和樹木等固碳方法進行碳管理以中和建築物興建與使用階段產生的碳排放，提早實現淨零建築的目標。本實驗室開發一套淨零建築的設計架構整合能源與減碳的管理系統，為建築業提供新的減碳思路及淨零系統設計的整合概念。

          本實驗室開發氫能產業鏈系統架構與產業循環園區聚落最佳化綠能產氫研究，氫能是未來淨零轉型不可或缺的能源選項，而台灣目前氫能開發的相關技術與供應鏈的串接尚在發展階段。因此，本實驗室分別對氫能供應端、運輸端和應用端進行資料與文獻探討，盤點氫能的國際發展技術與現行的相關標準及法規。針對氫能的供應端，提出整合氫能供應來源和應用端的氫循環園區(彰濱工業區)初步藍圖；運輸端則深入研究分析國際上值得借鏡的運輸氫氣技術；針對應用端，本實驗室整理全球發展氫能和燃料電池相關的標準與法規，並進行國際氫能煉鐵產案的例分析。本實驗室分析台灣氫能供應鏈各階段可能面臨的發展困境和未來研究議題，可作為台灣未來發展氫能供應鏈與上下游氫能產業技術整合開發的參考，同時規劃結合天然氣及燃料電池作為發電燃料，協助國內企業未來能利用氫能加速淨零碳排。

          本實驗室提出一種新穎的綠色能源電壓控制器 (Novel Voltage Controller, NVC)設計，該控制器以利用太陽能與釩氧化還原電池(VRB)集成儲能系統穩定輸出電壓來進行反應出三種不同的潔淨燃料(氫、甲烷和甲醇)；利用太陽能產氫，並將捕獲二氧化碳（CO2）轉化為甲烷和甲醇。CCU(Carbon Capture andUtilization)目前為全球永續發展最熱門的議題，該研究為利用CCU技術發展一套新穎的綠色能源電壓控制器，未來也可用於氫能、碳中和與負碳排相關的綠能控制技術之開發應用。

          本實驗室針對太陽能面板設計一套自動清洗系統，由日夜感測器及定時啟動兩種機制，觸發Arduino 執行自動清洗系統，清洗件包含高壓灑水件及刮刀，其中刮刀採用並排交錯設置，可有效清除髒汙且已通過專利申請。本系統具有除汙及降溫兩種模式，可視案場需求啟用以提高發電效益，本系統裝設於太陽能面板後，清潔時不須人力操作及搬移設備，可大幅降低人力成本，具技術及市場可行性，且本系統的硬體成本比清洗機器人低。本系統也與業界清洗系統比較成本效益，相同電廠規模下，本系統提早 3 年達到損益平衡且內部報酬率優於業界，具經濟可行性，符合實務上各類太陽能電廠之清洗需求。

         本實驗室開發波浪發電飛輪整合系統，利用飛輪儲能來彌補波浪能間歇性發電的缺點，透過控制飛輪儲能，在波浪能發電量沒有達到電網規範時釋出能量、波浪能發電超過電網規範時儲存能量，能達到穩定輸出發電的效果，此外，若使用負碳水泥取代傳統水泥，相較於傳統震盪水柱轉換器，更能減少121%的二氧化碳排放，一座波浪飛輪整合系統所吸收的二氧化碳排放想當於16座大安森林公園。

         本實驗室研究風能與波浪能的整合系統，為一種新興的海上資源利用方式，因其結合了風力發電和波浪能發電技術，可以在同一區域內捕捉風能和波浪能，提升單位使用面積的發電量，以及提高能源產出的穩定性和效率。本探討了整合風電與波浪能發電的設備結構，具有因協同作用使發電穩定和波浪能轉換器因穩定波浪狀況而提升離岸風機在運作的可維護性和發電量等優勢。此外，也針對混合風能與波浪能源系統進一步闡述在系統設計上會遇到的挑戰及解決方法，並通過成本效益分析和性能評估，評估了其在能源產出、建置難度、發展性和潛力。最後，針對整合風電與波浪能發電系統討論噪音、震動、眩影閃爍等環境效益方面影響程度。