光伏+儲能 美國加州凱撒醫(yī)院微電網(wǎng)示范項(xiàng)目

據(jù)研究分析，微電網(wǎng)在學(xué)校醫(yī)院等場所應(yīng)用市場最具前景，美國加州凱撒醫(yī)院的案例包含了光伏、儲能、電動汽車等多項(xiàng)新能源技術(shù)，具有代表意義。

據(jù)美國媒體報道，加利福尼亞里士滿醫(yī)療中心的示范性可再生能源微電網(wǎng)項(xiàng)目獲得了經(jīng)濟(jì)效益，凱撒醫(yī)院正將光伏及儲能技術(shù)推廣至其經(jīng)營的50多家醫(yī)療機(jī)構(gòu)，未來兩年數(shù)量可能還會翻倍。

2016年9月6日加利福尼亞能源局曾召開微電網(wǎng)項(xiàng)目投資研討會，會上公開展示了幾項(xiàng)微電網(wǎng)項(xiàng)目計(jì)劃，其中包含凱撒醫(yī)院微電網(wǎng)的建設(shè)。2017年公開的加利福尼亞能源局電力項(xiàng)目2018～2020三年投資計(jì)劃中，明確要建造彈性的電力系統(tǒng)，其中就包括微電網(wǎng)項(xiàng)目，即使用當(dāng)?shù)厍鍧嵎植际侥茉丛陔娋W(wǎng)停電期間提供電力服務(wù)維持關(guān)鍵設(shè)施正常運(yùn)轉(zhuǎn)。計(jì)劃中曾提到：若凱撒醫(yī)院微電網(wǎng)項(xiàng)目獲得成功、凱撒將把它作為示范模式推廣至其他各地超35家醫(yī)院。

加利福尼亞州的里士滿凱撒醫(yī)院是非盈利性醫(yī)療機(jī)構(gòu)，這個項(xiàng)目也是加州唯一在醫(yī)院開發(fā)的可再生能源微電網(wǎng)項(xiàng)目。它在停車場頂部安裝了250KW的光伏太陽能板，重點(diǎn)還配備了1MW的電池儲能系統(tǒng)，可為醫(yī)院每年減少36.5萬KWh的用電量。其中電池不僅僅可以提供3個小時的備用電量，還與智能控制系統(tǒng)連接使設(shè)施可以發(fā)揮需求響應(yīng)的作用。據(jù)估算項(xiàng)目每年可節(jié)省約14.1萬美元的燃料費(fèi)用。

該項(xiàng)目是多方因素共同促成的，包含政策資金、地理位置、以及電網(wǎng)升級的需求等等。其中電池儲能的作用功不可沒，它既可以減少碳排放，又能在極端天氣或自然災(zāi)害導(dǎo)致的意外情況下，依然保證電力供給、保障設(shè)備正常運(yùn)行。項(xiàng)目目標(biāo)就是為50個緊急護(hù)理病床提供關(guān)鍵技術(shù)支持，使其即使在電網(wǎng)停止供電情況下也能繼續(xù)為病人服務(wù)3個小時。在某些情況下，這三個小時可能意味著生命。

從加州能源局了解到，該項(xiàng)目獲得加州能源局提供的477萬美元獎勵金，另外有技術(shù)供應(yīng)商和普林斯頓共同出資209萬美元，原計(jì)劃將于2018年12月28日前完工。除了儲能設(shè)施以外，凱撒還將繼續(xù)增加電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施，目前凱撒已經(jīng)在37個地點(diǎn)安裝了300個充電站，未來2018年將繼續(xù)增加80~90個充電站。

醫(yī)院微電網(wǎng)案例

2016年加州能源局舉辦的微電網(wǎng)研討會上，Charge Bliss發(fā)表的醫(yī)院微電網(wǎng)項(xiàng)目報告，內(nèi)含項(xiàng)目背景及項(xiàng)目設(shè)計(jì)圖例等。

能源經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)：能源發(fā)電、儲能、能源與需求管理、輸電網(wǎng)、電動汽車快充

綠色醫(yī)院能源：可再生能源微電網(wǎng)，可改善系統(tǒng)穩(wěn)定性、使系統(tǒng)更安全有效運(yùn)行

系統(tǒng)特點(diǎn)：發(fā)電及儲能、建筑負(fù)載、智能控制、節(jié)能減排可持續(xù)發(fā)展

項(xiàng)目地點(diǎn)位于加州里士滿凱撒醫(yī)院(Kaiser)，是Contra Costa西部唯一的醫(yī)院

有重癥監(jiān)護(hù)室、急診室以及公共健康等科室

醫(yī)院在提供健康服務(wù)中需要消耗大量功率和能量

2008年EIA的報告中提到，2007年大型醫(yī)院所消耗的電力、石油、天然氣等總能量

達(dá)458兆Btu，占商業(yè)總用量的5.5%

醫(yī)院健康護(hù)理行業(yè)最具微電網(wǎng)發(fā)展前景

項(xiàng)目目標(biāo)：

1.掃清設(shè)備障礙

2.對納稅貢獻(xiàn)

3.打造商業(yè)化示范案例

項(xiàng)目收益：

1.通過能源自發(fā)自用每年可節(jié)省54750美元

2.通過電價價差套利每年可得7884美元

3.需求響應(yīng)每年可節(jié)省30000~60000美元

4.能效每年可節(jié)省394000美元

5.自動需求響應(yīng)每年消費(fèi)40000~80000美元

6.電能質(zhì)量方面暫無法預(yù)估

7.減少備用柴油每小時可節(jié)省750美元

總的來說：可靠性提升、成本降低、對環(huán)境的影響也減少

降低健康護(hù)理系統(tǒng)運(yùn)營的開銷，避免關(guān)鍵醫(yī)療設(shè)備停止運(yùn)行的風(fēng)險

重點(diǎn)：

電力系統(tǒng)安全有效

壽命安全/突發(fā)狀況保障

整合了相關(guān)技術(shù)、制定標(biāo)準(zhǔn)

主要挑戰(zhàn)：

醫(yī)院重視新技術(shù)和全州健康計(jì)劃與發(fā)展辦公室的要求

空間尺寸限制了電池和光伏系統(tǒng)的架設(shè)

集裝箱式逆變器/電池系統(tǒng)改造成磚塊結(jié)構(gòu)房間

電氣線路的公差

設(shè)計(jì)與施工團(tuán)隊(duì)的溝通

滅火系統(tǒng)的需求標(biāo)準(zhǔn)

室內(nèi)停車場的電池室設(shè)計(jì)圖

光伏排列架構(gòu)

總結(jié)：醫(yī)院微電網(wǎng)設(shè)計(jì)具有挑戰(zhàn)性，但是很具有應(yīng)用價值