سیستم ذخیرهسازی انرژی صنعتی و تجاری مدولار: راه حل ذخیرهسازی انرژی سفارشی برای زیرساختهای صنعتی منسوخ شده
Ⅰ. نکات دردناک انرژی و نیاز به بازسازی در پارکهای صنعتی قدیمی
- هزینههای برق بالا
- تفاوت قابل توجه بین قیمتهای پیک و ولی (مثلاً، پیک: ۱.۲ یوان/کیلووات ساعت در مقابل ولی: ۰.۳ یوان/کیلووات ساعت)، با مصرف ساعات پیک که بیش از ۴۰٪ از هزینههای کل را تشکیل میدهد.
- ظرفیت ترانسفورماتور ناکافی، همراه با هزینههای گسترش خیلی بالا (بیش از ۵۰۰۰۰۰ یوان برای بهروزرسانی هر واحد).
- محدودیتهای فضایی و تجهیزاتی
- چیدمان فشرده بدون فضای ذخیرهسازی انرژی، که سیستمهای ذخیرهسازی انرژی معمولی را غیرممکن میسازد.
- تجهیزات قدیمی با کارایی پایین و عدم وجود نظارت زنده، که منجر به ۲۰-۳۰٪ افزایش شدت انرژی نسبت به کارخانجات پیشرفته میشود.
- پایداری ضعیف تأمین برق
- قطعهای نامنظم برق که باعث اختلال در تولید میشوند و هزینههای سالانه بیش از میلیونها ریال را ایجاد میکنند؛ ظرفیت ذخیرهسازی انرژی پشتیبان ناکافی.
- فشار کربنی و محرکهای سیاسی
- وابستگی بالا به منابع انرژی سنتی که منجر به افزایش هزینههای مالیات کربن میشود (مثلاً، تولید سالانه بیش از ۱۵۰۰ تن کربن خطر دارد که جریمههای میلیونی را ایجاد کند).
- حمایتهای دولتی (مثلاً، ۰.۵ یوان/کیلووات ساعت برای ذخیرهسازی انرژی) که به بهروزرسانیها تشویق میکنند.
II. راهحلهای اصلی ICESS
- سیستم ذخیرهسازی انرژی ماژولار: غلبه بر محدودیتهای فضایی
- طراحی فوقالعاده لاغر: واحدهای ماژولار با عرض ≤۹۰ سانتیمتر (مثلاً SigenStack) که بدون تغییرات بنیادی در فواصل ساختمانها/بین تجهیزات نصب میشوند.
- باربری توزیعشده: وزن هر واحد کمتر از ۳۰۰ کیلوگرم؛ نصب توسط دو نفر که با محدودیتهای ساختاری کارخانجات قدیمی سازگار است.
- ظرفیت مقیاسپذیر: از ۱۰۰ کیلووات/۲۰۰ کیلووات ساعت تا ۱۰ مگاوات+ (با پشتیبانی از باتریهای لیتیوم-یون، جریاندار و غیره).
- یکپارچهسازی PV-ذخیرهسازی-شارژ: بهینهسازی پویای انرژی
|
جزء |
راهحل |
مزایا |
|
تولید PV |
پانلهای تکبلوری (≥۲۲٪ کارایی) روی داکتها/پارکینگها؛ پیشبینی عملکرد مبتنی بر هوش مصنوعی؛ محافظ ضد معکوس برای جلوگیری از جریمههای شبکه. |
تولید سالانه: ۲.۴ میلیون کیلووات ساعت (سیستم ۲ مگاوات)، که ۳۰٪ بار روزانه را پوشش میدهد. |
|
ذخیرهسازی هوشمند |
شارژ در ساعات ولی و تخلیه در ساعات پیک (سودآوری از قیمتهای مختلف)؛ مدیریت تقاضا برای تخت کردن منحنی بار (کاهش ۳۰٪ بار پیک روی ترانسفورماتورها). |
سودآوری ۳۰٪ بالاتر در هر دوره؛ دوره بازگشت سرمایه <۴ سال. |
|
پایانههای شارژ |
پوشش کامل ۷-۲۴۰ کیلووات؛ قیمتگذاری بر اساس زمان + شارژ متوالی (جلوگیری از بیشباری ترانسفورماتور). |
کاهش ۶۰٪ هزینه شارژ کارکنان؛ کاهش ۴۰٪ هزینه شارژ خودروهای کارکنان. |
3.پیکربندی ذخیرهسازی انرژی چند مقیاسی
|
نوع ذخیرهسازی |
زمان پاسخ |
سناریوی کاربرد |
مورد کارخانه قدیمی |
|
سوپرکندانسورها |
<۱ ثانیه |
پشتیبانی سقوط ولتاژ؛ جذب بازیافتی آسانسور. |
تضمین تولید پیوسته دستگاههای دقیق. |
|
ذخیرهسازی لیتیوم-یون |
دقایق |
کاهش پیک روزانه (۲-۴ ساعت تخلیه). |
جایگزینی ژنراتورهای دیزل برای پشتیبانی اضطراری ۲ ساعته. |
|
LH₂/هوا تحت فشار |
ساعات+ |
تنظیم هفتگی/ماهانه؛ گرمایش زمستانی. |
استفاده مجدد از خطوط پیپهای متروک برای ذخیرهسازی انرژی (مورد شائوشان). |
III. پلتفرم مدیریت هوشمند مبتنی بر هوش مصنوعی
- نظارت زنده: یکپارچهسازی دادههای PV، ذخیرهسازی و پایانههای شارژ برای تجسم پویای "منبع-شبکه-بار-ذخیرهسازی".
- زمانبندی مبتنی بر هوش مصنوعی: اولویتبندی مصرف انرژی سبز؛ تخصیص خودکار ذخیرهسازی/انرژی شبکه در مواقع کمبود؛ تعدیل بار خطوط تولید غیرضروری/پایانههای شارژ.
- مدیریت کربن: تولید خودکار گزارشهای انتشار مطابق با استانداردهای صنعتی؛ پشتیبانی از معاملات اعتبار کربن.
- نگهداری و تعمیر هوشمند: هشدارهای خطا پیشگیرانه (>۹۵٪ دقت)؛ اتوماتیک سفارشهای کاری؛ ۵۰٪ کارایی بالاتر در نگهداری و تعمیر.
IV. نقشه راه اجرای بازسازی
- ارزیابی فضایی و طراحی
- استفاده از اسکن BIM برای شناسایی فضاهای خالی (مثلاً فواصل ≥۹۰ سانتیمتر میتوانند سیستمهای ۱ مگاوات ساعت را نصب کنند).
- نصب مرحلهای
- مرحله ۱: ذخیرهسازی ماژولار + پایانههای شارژ هوشمند (در ۳ ماه نصب شده برای کاهش اولیه پیک).
- مرحله ۲: گسترش PV روی داکتها + ذخیرهسازی طولانیمدت (مثلاً بازسازی تانکهای هیدروژن متروک برای ذخیرهسازی LH₂).
- هماهنگی سیاستها و تأمین مالی
- گرفتن حمایتهای محلی و وامهای سبز.
V. تحلیل سودمندی
|
شاخص |
قبل از بازسازی |
بعد از بازسازی |
بهبود |
|
هزینه برق سالانه |
۲۴ میلیون یوان |
۱۹ میلیون یوان |
↓۲۰.۸٪ |
|
نیاز به گسترش ترانسفورماتور |
افزایش ۳۰٪ ظرفیت |
صفر ظرفیت جدید |
صرفهجویی ۳ میلیون یوان |
|
قابلیت اطمینان تأمین برق |
۲۰ ساعت قطعی سالانه |
<۲ ساعت قطعی سالانه |
↑۹۰٪ |
|
کاهش کربن |
۱۵۰۰ تن/سال |
گواهی پارک صفر کربن |
جایزه کارخانه سبز استانی |
VI. مطالعه موردی: تحول مرکز انرژی مانهایم
نکته دردناک: یک سایت گرمکن متروک با مساحت ۸ هکتار با خطوط پیپ زیرزمینی متراکم؛ بدون زمین قابل دسترس برای ذخیرهسازی بزرگمقیاس جدید.
راهحل:
- بیشینهسازی زیرساختهای موجود: یکپارچهسازی نقاط دسترسی شبکه اصلی برای نصب ۵۰ مگاوات/۱۰۰ مگاوات ساعت ذخیرهسازی LFP (بدون استفاده از زمین جدید).
- جاسازی بهینه فضایی: ۳۰ واحد استاندارد ISO نصب شده در ساختارهای کارخانه متروک.
مزایا: - قابلیت مقیاسپذیری و ظرفیت: کاهش پیک سالانه = ۲۰۰٪ بار پیک محلی؛ ۱۰۰ مگاوات ساعت انرژی تامین میکند بیش از ۲ ساعت برای صنایع حیاتی.
- بازدهی محیطی و اقتصادی:
- کاهش سالانه CO₂: ۷۵۰۰ تن (معادل صرفهجویی ۳ میلیون لیتر سوخت یا جنگلزدن ۸۵+ هکتار).
- درآمد سالانه >۱.۵ میلیون یورو از دلاریجی برق و خدمات تنظیم فرکانس شبکه.
