Modulární průmyslové a obchodní systém úložení energie: Přesně navržené řešení úložení energie pro zastaralou průmyslovou infrastrukturu
Ⅰ. Bolesti v oblasti energie a potřeby modernizace ve stárnoucích průmyslových zónách
- Vysoké náklady na elektřinu
- Významný rozdíl mezi cenami v špičce a v propadu (např. špička: ¥1,2/kWh vs. propad: ¥0,3/kWh), s tím, že spotřeba během špičkových hodin představuje více než 40 % celkových nákladů.
- Nedostatečná kapacita transformátorů spolu s nepřijatelně vysokými náklady na rozšíření (více než ¥500 000 za jednotkovou aktualizaci).
- Prostorové a vybavení omezení
- Kompaktní rozvržení nezanechává rezervní prostor pro ukládání energie, což činí tradiční kontejnerové systémy ukládání energie nereálnými.
- Stárnoucí vybavení s nízkou efektivitou a nedostatkem reálného časového monitoringu, což vede k 20-30 % vyšší energetické intenzitě než v pokročilých továrnách.
- Nestabilita dodávky elektrické energie
- Neočekávané výpadky způsobují přerušení výroby, což vede k ročním ztrátám přesahujícím miliony; nedostatečná kapacita záložního ukládání energie.
- Klimatický tlak a politické stimuly
- Vysoká závislost na tradičních zdrojích energie vedou k rychlému nárůstu nákladů na uhlíkové daň (např. roční emise >1 500 tun riskují milionové pokuty).
- Státní dotace (např. ¥0,5/kWh pro ukládání energie) motivují k modernizaci.
II. Klíčová řešení ICESS
- Modulární systém ukládání energie: Překonání prostorových omezení
- Ultra tenký design: modulární jednotky široké ≤90 cm (např. SigenStack) jsou zabudovány do mezery budov a mezer mezi zařízeními bez nutnosti měnit základy.
- Rozdělené zatížení: hmotnost jedné jednotky <300 kg; instalace dvěma osobami se přizpůsobuje strukturním limitům stárnoucích továren.
- Měnitelná kapacita: od 100 kW/200 kWh do 10 MW+ (podporuje Li-ionové, proudové baterie atd.).
- Integrované PV-ukládání-nabíjení: Dynamická optimalizace energie
|
Součást |
Řešení |
Výhody |
|
PV generace |
Monokrystalické panely (≥22% účinnosti) na střechách/autobusových stanovištích; predikce výnosu podporovaná umělou inteligencí; ochrana proti reverznímu toku k prevenci sankcí ze strany sítě. |
Roční výstup: 2,4 M kWh (2 MW systém), pokrývá 30 % denního zatížení. |
|
Chytrý systém ukládání |
Nabíjení v propadu a vydávání v špičce (arbitráž ceny); správa poptávky k vyrovnání křivek zatížení (30% snížení špičkového zatížení na transformátory). |
30% vyšší návratnost investice za cyklus; doba návratnosti <4 let. |
|
Nabíjecí stojany |
Úplné pokrytí 7-240 kW; časově závislé ceny + sekvenční nabíjení (prevence přetížení transformátoru). |
60% nižší náklady na nabíjení viločepů; 40% snížení pro vozidla zaměstnanců. |
3.Vícekroková konfigurace ukládání energie
|
Typ ukládání |
Čas odezvy |
Aplikační scénář |
Případ stárnoucí továrny |
|
Supercapacity |
<1 sekunda |
Podpora poklesu napětí; regenerativní absorpce výtahu. |
Zajišťuje nepřetržitou výrobu přesných přístrojů. |
|
Li-ionové ukládání |
Minuty |
Denní špičkové stříhání (výdej 2-4 hodin). |
Nahrazuje dieselové generátory pro 2h nouzovou zálohu. |
|
LH₂/Kompresovaný vzduch |
Hodiny+ |
Týdenní/měsíční regulace; zimní topení. |
Převádí opuštěné potrubí na ukládání energie (případ Xiaoshan). |
III. Platforma chytré správy poháněná umělou inteligencí
- Reálné časové monitorování: integruje data z PV, ukládání a nabíjecích stojanů pro dynamickou vizualizaci "zdroj-síť-zatížení-ukládání".
- Plánování podporované umělou inteligencí: prioritizuje spotřebu zelené energie; automaticky dispekuje ukládání/síťovou energii během nedostatku; upravuje nezákonné výrobní linky/nabíjecí stojany.
- Správa uhlíku: automaticky generuje zprávy o emisích v souladu s průmyslovými standardy; podporuje obchod s uhlíkovými kredity.
- Chytrá O&M: proaktivní upozornění na poruchy (>95% přesnosti); automatizované pracovní příkazy; 50% vyšší efektivita údržby.
IV. Cesta k modernizaci
- Prostorová hodnocení a návrh
- Použijte BIM skeny k identifikaci volného prostoru (např. mezery ≥90 cm mohou nasazovat systémy 1 MWh).
- Fázové nasazení
- Fáze 1: modulární ukládání + chytré nabíjecí stojany (zprovozněno během 3 měsíců pro základní špičkové stříhání).
- Fáze 2: rozšíření střešních PV + dlouhodobé ukládání (např. revitalizace opuštěných vodíkových nádrží pro LH₂ ukládání).
- Koordinace politik a financování
- Zajistěte místní dotace a zelené půjčky.
V. Analýza výhod
|
Metrika |
Před modernizací |
Po modernizaci |
Zlepšení |
|
Roční náklady na elektřinu |
¥24 milionu |
¥19 milionu |
↓20,8% |
|
Potřeba rozšíření transformátoru |
30% zvýšení kapacity |
Žádná nová kapacita |
Ušetří ¥3 miliony |
|
Spolehlivost dodávky elektrické energie |
20 hodin výpadku/rok |
<2 hodin výpadku/rok |
↑90% |
|
Snížení uhlíku |
1 500 tun/rok |
Certifikovaný nulový uhlík park |
Provinciální ocenění Zelené továrny |
VI. Případová studie: Transformace Energetického centra v Mannheimu
Bolest: 8 hektarový uzavřený uhelný závod s hustou sítí podzemních potrubí; žádná dostupná plocha pro nové velké ukládací systémy.
Řešení:
- Maximalizace existující infrastruktury: integrování původních přístupových bodů k síti pro nasazení 50 MW/100 MWh LFP ukládání (bez použití nové plochy).
- Optimalizace využití prostoru: 30 ISO standardizovaných kontejnerových jednotek byly revitalizovány do opuštěných továrenských struktur.
Výhody: - Škálovatelnost a kapacita: roční špičkové stříhání = 200% místního špičkového zatížení; 100 MWh ukládání poskytuje energii klíčovým odvětvím >2 hodin.
- Environmentální a ekonomické výsledky:
- Roční redukce CO₂: 7 500 tun (ekvivalent 3 M litrů paliva uloženého nebo 85+ hektarů zalesněných).
- Roční příjem >€1,5 milionu prostřednictvím arbitráže ceny elektřiny a služeb pro regulaci frekvence sítě.
