光伏+储能：美国加州凯撒医院微电网示范项目

 

据美国媒体报道，加利福尼亚里士满医疗中心的示范性可再生能源微电网项目获得了经济效益，凯撒医院正将光伏及储能技术推广至其经营的50多家医疗机构，未来两年数量可能还会翻倍。

 

2016年9月6日加利福尼亚能源局曾召开微电网项目投资研讨会，会上公开展示了几项微电网项目计划，其中包含凯撒医院微电网的建设。2017年公开的加利福尼亚能源局电力项目2018～2020三年投资计划中，明确要建造弹性的电力系统，其中就包括微电网项目，即使用当地清洁分布式能源在电网停电期间提供电力服务维持关键设施正常运转。计划中曾提到：若凯撒医院微电网项目获得成功、凯撒将把它作为示范模式推广至其他各地超35家医院。

 

加利福尼亚州的里士满凯撒医院是非盈利性医疗机构，这个项目也是加州唯一在医院开发的可再生能源微电网项目。它在停车场顶部安装了250KW的光伏太阳能板，重点还配备了1MW的电池储能系统，可为医院每年减少36.5万KWh的用电量。其中电池不仅仅可以提供3个小时的备用电量，还与智能控制系统连接使设施可以发挥需求响应的作用。据估算项目每年可节省约14.1万美元的燃料费用。

 

该项目是多方因素共同促成的，包含政策资金、地理位置、以及电网升级的需求等等。其中电池储能的作用功不可没，它既可以减少碳排放，又能在极端天气或自然灾害导致的意外情况下，依然保证电力供给、保障设备正常运行。项目目标就是为50个紧急护理病床提供关键技术支持，使其即使在电网停止供电情况下也能继续为病人服务3个小时。在某些情况下，这三个小时可能意味着生命。

 

从加州能源局了解到，该项目获得加州能源局提供的477万美元奖励金，另外有技术供应商和普林斯顿共同出资209万美元，原计划将于2018年12月28日前完工。除了储能设施以外，凯撒还将继续增加电动汽车充电基础设施，目前凯撒已经在37个地点安装了300个充电站，未来2018年将继续增加80~90个充电站。

 

医院微电网案例

2016年加州能源局举办的微电网研讨会上，Charge Bliss发表的医院微电网项目报告，内含项目背景及项目设计图例等。

 

能源经济系统：能源发电、储能、能源与需求管理、输电网、电动汽车快充

 

 

 

绿色医院能源：可再生能源微电网，可改善系统稳定性、使系统更安全有效运行

 

系统特点：发电及储能、建筑负载、智能控制、节能减排可持续发展

 

项目地点位于加州里士满凯撒医院(Kaiser)，是Contra Costa西部唯一的医院

 

有重症监护室、急诊室以及公共健康等科室

医院在提供健康服务中需要消耗大量功率和能量

 

2008年EIA的报告中提到，2007年大型医院所消耗的电力、石油、天然气等总能量达458兆Btu，占商业总用量的5.5%

 

医院健康护理行业最具微电网发展前景

 

项目目标：

 

1.扫清设备障碍

 

2.对纳税贡献

 

3.打造商业化示范案例

 

 

 

项目收益：

 

1.通过能源自发自用每年可节省54750美元

 

2.通过电价价差套利每年可得7884美元

 

3.需求响应每年可节省30000~60000美元

 

4.能效每年可节省394000美元

 

5.自动需求响应每年消费40000~80000美元

 

6.电能质量方面暂无法预估

 

7.减少备用柴油每小时可节省750美元

 

总的来说：可靠性提升、成本降低、对环境的影响也减少

 

降低健康护理系统运营的开销，避免关键医疗设备停止运行的风险

 

重点：

 

电力系统安全有效

 

寿命安全/突发状况保障

 

整合了相关技术、制定标准

 

主要挑战：

 

医院重视新技术和全州健康计划与发展办公室的要求

 

空间尺寸限制了电池和光伏系统的架设

 

集装箱式逆变器/电池系统改造成砖块结构房间

 

电气线路的公差

 

设计与施工团队的沟通

 

灭火系统的需求标准

 

室内停车场的电池室设计图

 

光伏排列架构

 

总结：医院微电网设计具有挑战性，但是很具有应用价值

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