Modułowy system magazynowania energii przemysłowej i komercyjnej: Dostosowane rozwiązanie do magazynowania energii dla przestarzałej infrastruktury przemysłowej
Ⅰ. Bola energetyczne i potrzeby modernizacji w starzejących się parkach przemysłowych
- Wysokie koszty energii elektrycznej
- Znaczna różnica cen między godzinami szczytu a doliny (np. szczyt: ¥1,2/kWh vs. dolina: ¥0,3/kWh), z ponad 40% całkowitych kosztów przypadających na zużycie w godzinach szczytu.
- Niewystarczająca pojemność transformatora, z niezwykle wysokimi kosztami rozszerzenia (ponad ¥500 000 za jednostkę).
- Ograniczenia przestrzenne i sprzętowe
- Zwarty układ nie zostawia miejsca rezerwowego na przechowywanie energii, co sprawia, że tradycyjne systemy przechowywania energii w kontenerach są niewykonalne.
- Starzejące się urządzenia o niskiej wydajności i braku monitorowania w czasie rzeczywistym, co powoduje o 20-30% wyższą intensywność zużycia energii niż w zaawansowanych fabrykach.
- Niska stabilność dostaw energii
- Nieoczekiwane awarie zasilania powodują przerwy w produkcji, spowodowując roczne straty przekraczające miliony; niewystarczająca pojemność zapasowa energii.
- Wpływ klimatyczny i czynniki polityczne
- Wysoka zależność od tradycyjnych źródeł energii powoduje gwałtowny wzrost kosztów podatku węglowego (np. emisje >1500 ton rocznie grożą milionowymi grzywnami).
- Dotacje rządowe (np. ¥0,5/kWh dla przechowywania energii) stymulują modernizację.
II. Kluczowe rozwiązania ICESS
- Modularny system przechowywania energii: przezwyciężanie ograniczeń przestrzennych
- Ultra-cienki projekt: moduły szerokości ≤90cm (np. SigenStack) osadzone w lukiach budynków/pomiędzy sprzętem bez modyfikacji fundamentów.
- Rozproszone obciążenie: waga pojedynczej jednostki <300kg; instalacja dwuosobowa dostosowana do strukturalnych ograniczeń starzejących się zakładów.
- Skalowalna pojemność: od 100kW/200kWh do 10MW+ (obsługa baterii Li-ion, przepływowych itp.).
- Zintegrowane rozwiązanie PV-przechowywanie-naładowanie: dynamiczna optymalizacja energii
|
Komponent |
Rozwiązanie |
Korzyści |
|
Generacja PV |
Paneli monokrystalicznych (≥22% wydajności) na dachach/wiatrochronach; prognozowanie wydajności oparte na AI; ochrona przed odwróceniem, aby uniknąć kar za sieć. |
Roczna produkcja: 2,4M kWh (system 2MW), pokrywa 30% dziennego obciążenia. |
|
Inteligentne przechowywanie |
Ładowanie w dolinie i rozładowanie w szczytach (arbitraż cen); zarządzanie popytem, aby wygładzić krzywe obciążenia (redukcja obciążenia szczytowego o 30% na transformatorach). |
30% wyższa zwrot z inwestycji na cykl; okres zwrotu z inwestycji <4 lat. |
|
Stacje ładowania |
Pełne pokrycie od 7 do 240kW; ceny zależne od godziny + ładowanie sekwencyjne (zapobiega przeciążeniu transformatora). |
60% niższe koszty ładowania wózków widłowych; 40% redukcja dla pojazdów pracowników. |
3.Multi-skala konfiguracja przechowywania energii
|
Typ przechowywania |
Czas reakcji |
Scenariusz zastosowania |
Przypadek starzejącego się zakładu |
|
Supercapacitory |
<1 sekunda |
Wsparcie przy spadku napięcia; absorpcja regeneracyjna windy. |
Zapewnia ciągłą produkcję precyzyjnych instrumentów. |
|
Magazyny Li-ion |
Minuty |
Codzienne skubanie szczytów (rozładowanie 2-4h). |
Zastępuje generatory dieslowskie jako 2-godzinne zabezpieczenie awaryjne. |
|
LH₂/Kompresowany powietrze |
Godziny+ |
Regulacja tygodniowa/miesięczna; grzewcze zimowe. |
Przeznacza porzucone rurociągi do przechowywania energii (przypadek Xiaoshan). |
III. Platforma inteligentnego zarządzania napędzana przez AI
- Monitorowanie w czasie rzeczywistym: integruje dane z PV, przechowywania i stacji ładowania do dynamicznej wizualizacji "źródło-sieć-obciążenie-magazyn".
- Zarządzanie harmonogramem oparte na AI: priorytetowe spożywanie energii zielonej; automatyczne wysyłanie magazynu/sieci w razie niedoboru; dostosowywanie obciążeń linii produkcyjnych/stacji ładowania niepilnych.
- Zarządzanie węglem: automatyczne generowanie raportów emisji zgodnie ze standardami branżowymi; obsługa handlu prawami do emisji węgla.
- Inteligentna O&M: proaktywne ostrzeżenia o awariach (>95% dokładności); automatyzowane zlecenia; 50% wyższa efektywność utrzymania.
IV. Mapa drogowa implementacji modernizacji
- Ocena przestrzenna i projekt
- Użyj skanów BIM, aby zidentyfikować nieużywane przestrzenie (np. luki ≥90cm mogą wdrożyć systemy 1MWh).
- Fazowe wdrożenie
- Faza 1: modularne przechowywanie + inteligentne stacje ładowania (wprowadzone w ciągu 3 miesięcy dla podstawowego skubania szczytów).
- Faza 2: rozszerzenie PV na dachach + długotrwałe przechowywanie (np. adaptacja porzuconych zbiorników wodoru do przechowywania LH₂).
- Koordynacja polityki i finansowania
- Zabezpiecz lokalne dotacje i zielone pożyczki.
V. Analiza korzyści
|
Miernik |
Przed modernizacją |
Po modernizacji |
Poprawa |
|
Roczny koszt energii elektrycznej |
¥24 miliony |
¥19 milionów |
↓20,8% |
|
Potrzeba rozszerzenia transformatora |
Zwiększenie o 30% pojemności |
Zero nowej pojemności |
Oszczędza ¥3 miliony |
|
Niezawodność dostaw energii |
20 godzin downtime/rok |
<2 godzin downtime/rok |
↑90% |
|
Redukcja węgla |
1500 ton/rok |
Certyfikowany Zero-Carbon Park |
Provincial Green Factory Award |
VI. Studium przypadku: Transformacja Hub Energetycznego Mannheim
Ból punktowy: 8-hektarowy teren zamkniętej elektrowni węglowej z gęstymi podziemnymi rurociągami; zero dostępnej ziemi na nowe duże przechowywanie.
Rozwiązanie:
- Maksymalizacja istniejącej infrastruktury: zintegrowano oryginalne punkty dostępu do sieci, aby wdrożyć 50MW/100MWh przechowywania LFP (zero nowego użytkowania ziemi).
- Optymalizacja przestrzeni: 30 jednostek kontenerowych standardu ISO wprowadzonych do porzuconych struktur zakładu.
Korzyści: - Skalowalność i pojemność: roczne skubanie szczytów = 200% lokalnego obciążenia szczytowego; 100MWh przechowywania energii zasila kluczowe przemysły >2 godziny.
- Zwroty ekologiczne i ekonomiczne:
- Roczna redukcja CO₂: 7500 ton (równoważne oszczędności 3M litrów paliwa lub zalesienie 85+ hektarów).
- Roczny przychód >€1,5M dzięki arbitrażu cen energii i usług regulacji częstotliwości sieci.
