混合能源系统

柴油发电机变得更环保,而且可能会完全消失

一种混合动力解决方案可以减少燃料、排放、噪音和服务
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多年来,柴油发电机一直为建筑工地提供动力,为从小型手动工具和拖车到塔式起重机和施工起重机的所有操作提供支持。对于大型项目,这可能意味着要引进几十台发电机。它们是必不可少的,但也有很多缺点。

发电机需要燃烧大量柴油,需要经常加油,每200小时检修一次。它们排出有害气体和微粒物质,这些物质会破坏环境,让工人不舒服。以及他们的噪音水平范围在75至85分贝之间-把它们放在吹风机和割草机之间。更糟糕的是,在大多数情况下,发电机的运行效率很低。

但是一个新产品POWR2混合能源系统,缓解了这些问题,承诺了一个更省油、更环保、更安静的解决方案,还延长了服务间隔。随着POWR2建造其舰队,它也可能提供完全废除发电机的潜力。

政府刺激柴油发电机清理建设

HES包括三个主要部分:高密度锂离子磷酸盐电池;工业级逆变器,将电池的直流电源转换为交流电源;还有一个机载控制器。当发电机运行时,任何多余的能量都会给电池充电。在低负载时,发电机关闭,而HES无缝切换到电池存储,不消耗燃料,没有噪音。当电池耗尽或负载超过HES所能支持时,发电机会重新启动。

充电是可能的,因为发电机60%的时间以低负荷运行。“你必须指定一个大型发电机为塔式起重机提供动力,当它举起最重的负荷,并在同一时间旋转,”他说蒂姆提供POWR2全球销售和业务发展总监。但这种情况一天只会发生几次。很多时候,你只是在运行电路和照明系统。发电机就在那里,很少工作,效率极低。”


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虽然混合柴油发电机和能源解决方案十多年前就在英国出现了,但同样的市场驱动因素——主要是政府法规和高燃料成本——在美国并不是问题。然后,环保局实施了最终Tier 4标准该组织呼吁发电机发动机排放更少的颗粒物和更低水平的NOx,后者是造成地面臭氧的因素。当发电机在低负荷运行时,这些都是关键问题,因为燃烧不良和低压力、低温度会导致烟尘的形成。未燃烧燃料的残留物堵塞活塞环,导致效率进一步下降。

除了EPA的规定外,像亚利桑那公共服务公司这样的公用事业公司也要求在他们的项目地点使用柴油燃烧引擎以外的能源。为临时供电提供清洁选择,发电机租赁公司Aggreko最近发布了一项战略,将其船队从柴油转向天然气、储能和可再生能源。这些变化使得混合能源解决方案可以使低负荷管理更有吸引力。

HES“大脑”提供了卓越的可配置性

HES能源控制模块(ECM)是混合柴油发电机操作的大脑。这台车载计算机可以设置和控制,选择充电电流,显示HES模式,并向云提供操作数据。客户可以登录在线门户,远程监控和控制HES,并快速响应任何问题。ECM为超出范围的参数提供警报,无论是低电荷状态还是过载电路。

事实证明,ECM对联邦紧急事务管理局(FEMA)的一个项目至关重要。该机构希望找到一种解决方案,为自然灾害中撤离人员的临时住所提供电力。电力必须在白天运行,但从晚上8点到早上8点是安静的。而且设备必须有密码保护,所以没人能调整控制。

“我们为ECM定制了一个程序,它能准确地告诉发电机何时启动和停止,”Doling解释说。“ECM非常可配置,以确保其按照客户的需求运行。”

POWR2混合能源系统(HES)。

可配置性还有助于将应用程序扩展到构造之外。

例如,在COVID-19出现之前,POWR2为包括美国职业高尔夫巡回赛(PGA Tour)在内的赛事提供HES单元,这是高尔夫最杰出的年度系列赛。发电机对于在没有电力的情况下,在高尔夫球场的中央运行大型记分牌、接待亭、小卖部和销售点系统至关重要。但由于运动员、观众和电视工作人员也在球场上,发电机的气味和噪音是不可接受的。尽管如此,美国职业高尔夫球协会巡回赛以前可能不得不一天24小时运行一台发电机,以避免食物变质和解冻。

“我们提供了HES,并将运行时间从每天20小时减少到每天4小时,”Doling说。“发电机只是来给电池充电的。”

再见发电机

甚至连发电机运转数小时也不再必要。目前,POWR2 HES尺寸从5千瓦时开始,运行到90千瓦时(90000瓦)。但POWR2希望在2021年推出100兆瓦的模型。

“人们已经习惯于把一个小型混合动力系统或电池系统放在一个更大的发电机旁边,”Doling说。“但我们看到了一种颠覆这一现状的愿望。”

这就是塔吊的工作原理。多林说:“想象一下,如果你有一辆混合动力汽车,它就能承担最大的负荷。”“发电机要小得多,只能给电池充电。所以你可以从一个兆瓦的发电机变成十分之一的大小。你的排放和所有与发电机相关的成本都更少。”例如,当需要一台50千瓦的发电机时,你可以用1兆瓦的储能给塔吊供电。

这开辟了另一种可能性。“一些建筑工地有电网连接,但还没有大到可以支持发电机的大型电动机,”多林说。“但如果你有一个由电网充电的电池系统,你就可以完全摆脱发电机。”

当然,成本仍然是一个因素。杜林指出,HES的运行价格是柴油发电机的两到三倍。多林说:“虽然人们一开始会对价格感到震惊,但在HES寿命期内,拥有它的总成本比一台发电机还少。”“你不需要每200小时给它加油或保养一次。电池本身也有10年的保修期。即使10年后,他们仍有60%到70%的可用寿命。”

POWR2主要向租赁公司出售HES。但由于HES是一种新技术,很多客户都想先尝试一下。为此,POWR2拥有一个小型租赁车队,为那些想要确保减少燃料、排放、噪音和气味的好处切实存在的人提供服务。

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