Модульная промышленная и коммерческая система хранения энергии: Индивидуальное решение для устаревшей промышленной инфраструктуры
Ⅰ. Энергетические проблемы и потребности в модернизации стареющих промышленных парков
- Высокие затраты на электроэнергию
- Значительная разница в ценах между пиковыми и низкими периодами (например, пик: ¥1.2/кВт·ч против низкий: ¥0.3/кВт·ч), с пиковым потреблением, составляющим более 40% от общей стоимости.
- Недостаточная мощность трансформатора, а также чрезмерно высокие затраты на расширение (более ¥500,000 за каждое улучшение).
- Пространственные и технические ограничения
- Компактная планировка не оставляет резервного пространства для хранения энергии, что делает традиционные контейнерные системы хранения энергии непригодными.
- Стареющее оборудование с низкой эффективностью и отсутствием реального времени мониторинга, что приводит к повышению энергоемкости на 20%-30% по сравнению с передовыми заводами.
- Низкая стабильность электроснабжения
- Неожиданные отключения электроэнергии вызывают перебои в производстве, что приводит к годовым потерям, превышающим миллионы; недостаточная резервная емкость хранения энергии.
- Углеродное давление и политические драйверы
- Высокая зависимость от традиционных источников энергии приводит к росту затрат на углеродный налог (например, годовые выбросы >1,500 тонн рискуют миллионными штрафами).
- Государственные субсидии (например, ¥0.5/кВт·ч для систем хранения энергии) стимулируют модернизацию.
II. Основные решения ICESS
- Модульная система хранения энергии: преодоление пространственных ограничений
- Ультратонкий дизайн: модульные блоки шириной ≤90 см (например, SigenStack) встраиваются в зазоры зданий/промежутки оборудования без необходимости изменения фундамента.
- Распределенная нагрузка: вес одного блока <300 кг; установка двумя людьми адаптируется к структурным ограничениям стареющих заводов.
- Масштабируемая емкость: от 100 кВт/200 кВт·ч до 10 МВт+ (поддерживает литий-ионные, проточные батареи и т.д.).
- Интегрированная система PV-Хранение-Зарядка: динамическая оптимизация энергии
|
Компонент |
Решение |
Преимущества |
|
ПВ-генерация |
Монокристаллические панели (≥22% эффективности) на крышах/навесах; прогнозирование выхода с помощью ИИ; защита от обратного тока, чтобы избежать штрафов со стороны сети. |
Годовой выход: 2.4 млн кВт·ч (система 2 МВт), покрывающая 30% дневной нагрузки. |
|
Умное хранение |
Зарядка в низкий период и разрядка в пиковый (ценовая арбитраж); управление спросом для выравнивания графика нагрузки (снижение пиковой нагрузки на трансформаторы на 30%). |
На 30% выше ROI за цикл; срок окупаемости <4 лет. |
|
Зарядные станции |
Полное покрытие от 7 до 240 кВт; тарифы в зависимости от времени + последовательная зарядка (предотвращает перегрузку трансформатора). |
Снижение стоимости зарядки погрузчиков на 60%; снижение на 40% для автомобилей сотрудников. |
3.Многомасштабная конфигурация хранения энергии
|
Тип хранения |
Время реакции |
Сценарий применения |
Случай стареющего завода |
|
Суперконденсаторы |
<1 секунда |
Поддержка просадки напряжения; поглощение регенеративной энергии лифтов. |
Обеспечивает непрерывное производство точных приборов. |
|
Литий-ионное хранение |
Минуты |
Ежедневное сглаживание пиков (разрядка 2-4 часа). |
Заменяет дизельные генераторы для 2-часового резервного питания. |
|
LH₂/Сжатый воздух |
Часы+ |
Еженедельное/ежемесячное регулирование; зимнее отопление. |
Переоборудует заброшенные трубопроводы для хранения энергии (случай в Сяошане). |
III. Платформа интеллектуального управления, основанная на ИИ
- Реальное время мониторинга: интеграция данных ПВ, хранения и зарядных станций для динамической визуализации "источник-сеть-нагрузка-хранение".
- Планирование с использованием ИИ: приоритетное использование зеленой энергии; автоматическое распределение энергии из хранилища или сети при нехватке; корректировка нагрузки на неприоритетные линии производства/зарядные станции.
- Управление углеродом: автоматическое создание отчетов о выбросах, соответствующих отраслевым стандартам; поддержка торговли углеродными кредитами.
- Умное обслуживание: предупреждения о неисправностях с точностью >95%; автоматическое создание заявок на работы; на 50% выше эффективность обслуживания.
IV. Дорожная карта реализации модернизации
- Оценка пространства и проектирование
- Использование сканирования BIM для идентификации свободного пространства (например, зазоры ≥90 см могут размещать системы 1 МВт·ч).
- Поэтапное внедрение
- Этап 1: модульное хранение + умные зарядные станции (ввод в эксплуатацию в течение 3 месяцев для базового сглаживания пиков).
- Этап 2: расширение ПВ на крыше + долгосрочное хранение (например, переоборудование заброшенных водородных резервуаров для хранения LH₂).
- Согласование политики и финансирования
- Получение местных субсидий и зеленых кредитов.
V. Анализ выгод
|
Показатель |
До модернизации |
После модернизации |
Улучшение |
|
Годовые затраты на электроэнергию |
¥24 миллиона |
¥19 миллионов |
↓20.8% |
|
Потребность в увеличении мощности трансформатора |
Увеличение на 30% мощности |
Нулевая новая мощность |
Экономия ¥3 миллиона |
|
Надежность электроснабжения |
20 часов простоев в год |
<2 часов простоев в год |
↑90% |
|
Снижение выбросов углерода |
1,500 тонн в год |
Сертифицированный нулевой углеродный парк |
Премия провинциальной зеленой фабрики |
VI. Кейс-стади: Трансформация энергетического хаба в Мангейме
Проблема: участок площадью 8 гектаров, где ранее располагалась угольная электростанция, с плотной сетью подземных трубопроводов; нет доступной земли для новых крупномасштабных систем хранения.
Решение:
- Максимальное использование существующей инфраструктуры: интеграция исходных точек подключения к сети для развертывания 50 МВт/100 МВт·ч LFP-хранилища (без использования новой земли).
- Оптимизация пространства: 30 ISO-стандартизированных контейнерных блоков переоборудованы в заброшенные здания завода.
Преимущества: - Масштабируемость и емкость: ежегодное сглаживание пиков = 200% от местного пикового спроса; 100 МВт·ч хранения обеспечивает питание критически важных отраслей более 2 часов.
- Экологические и экономические результаты:
- Годовое снижение выбросов CO₂: 7,500 тонн (эквивалентно сбережению 3 млн литров топлива или восстановлению 85+ гектаров леса).
- Годовой доход >€1.5M через арбитраж электроэнергии и услуги регулирования частоты сети.
