MM MaschinenMarkt | 可再生能源完美的协同作用

抖音热门 2025年08月01日 19:57 2 admin

本文刊登于《现代制造》2025年第07期，原文标题《可再生能源完美的协同作用》，作者为Iris Schaper。

未来的工业建筑利用能源，通过获取、存储、分配和消耗的巧妙平衡协同作用实现。菲尼克斯电气在其位于Blomberg 的总部展示了这一点。

菲尼克斯电气通过在Flachsmarktstraße 新建的“全电气社会工厂”证明工业建筑可采用再生方式运营。Rainer Durth，保护技术专业负责人，从首次圆桌会议至今参与规划与实施。Matthias Unruhe，设施管理部门负责人，担任技术性建筑设备实施的项目经理。

“尤其对高能耗、大屋顶面积的工业物业，光伏发电是理想的能源生产方式。” Rainer Durth在布满光伏板的屋顶下开始讲解，“若将建筑内的生产者与消费者智能联网，可最小化公共电网的能源输入。”此原则适用于所有可再生能源：不久后，建筑前的“风之树”钢制枝干上将旋转绿色空气叶片——其灵敏度两倍于传统风机，可捕获微弱气流。

电力仅部分供给地下室热泵产出的能源，其余由热泵从环境获取。入口处竖立着深色能源围栏，从空气、风和雨中获取热量。但该系统的核心位于地下：一个容量1700 m3、直径19m、深6m的冰能储存器。

冰能储存器利用水从液态向固态相变时释放结晶能量的现象。热交换器的布局与控制确保混凝土容器不会因水结冰膨胀而完全冻结破裂。“当供液管与回液管的温差最小时，热泵效率最佳。Unruhe解释道，“因此夏季需最冷介质，冬季需最暖介质。“供暖季前将储存器水温加热至25℃，入夏前需达80%结冰率。”良好天气条件下，扩建的可再生能源可完全覆盖建筑能耗。但在无风阴天等不利条件下，能源缺口仍显著。

典型电池大型存储架构：单个电池模块连接为更大单元，排列于耐候集装箱内

采用汽车领域二手电池的循环经济

“对工业企业而言，存储过剩电力极具价值。企业可借此平衡公共电网的负荷峰值，显著节省运营成本。”Durth说道。菲尼克斯电气正与初创公司合作，将汽车退役电池改造成工商业电池存储系统。

“当电池剩余容量达80%时，将在汽车领域退役。”Durth表示，“制动与加速时的温差及快速充放电过程加速汽车电池老化。”而建筑应用仅需80%剩余容量。电池集装箱旁的双向充电柱使电流双向流动：公用车队不仅在此充电，其电池还充当自产电力的缓冲存储。

光伏板产生直流电（DC），风力设备配有DC中间电路。工业建筑内几乎所有设备使用直流电，电池存储必须直流供电——电动汽车亦然。但直流转交流存在转换损耗。菲尼克斯电气由此提出：为何不通过DC直接在领域间传输能源？

Factory 构建独立于交流电网的直流系统

地下室的DC主配电柜不仅接入光伏直流电，还接收生产设备制动电机产生的回收能量。该配电柜反向为生产设备、电池及充电柱提供直流电。“此建筑容纳菲尼克斯电气的机械制造部门。Matthias Unruhe补充道，“尽管此处的能量回收效益不及汽车业大型机器人，但仍具价值。”

由于DC电网传输同等功率所需线缆更少、芯数更低，可节约铜等原材料。多家大型汽车制造商正采用菲尼克斯电气元件的直流电网。

基于自有组件的直流电网

菲尼克斯电气凭借其丰富的DC组件（涵盖端子、插头、电源至断路器）实现此目标。全电气化社会工厂的网络管理由自研控制器PLCnext承担。

它集成电力交易所电价、天气预报及屋顶监测站实时数据至建筑能源管理系统。“该设施明确设计用于试验与运行测试。”Durth强调。因菲尼克斯电气多年深耕直流技术研究与应用，系开放直流联盟（ODCA）成员。

未来工业建筑将优化利用能源与材料资源。需联网消耗端与可再生能源生产端，并智能调控领域间能流。此举不仅保障可用性与供能安全，经年累月更可节省运营成本：实为面向未来的投资。

绿色转型

领域耦合是关键

新工业建筑屋顶的光伏板熠熠生辉，地平线风轮旋转。厂区前环岛处，巨型太阳能跟踪器追随着太阳轨迹。随着去年7800 m2 全电气化社会工厂的启用，菲尼克斯电气证明此理念非未来幻想，而可成为现实。

内容来源：现代制造

责任编辑：朱晓裔

审核人：李峥

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