对未来能源体系的协同重构：以CMMS为基石的弹性网络

不可否认，CMMS技术是一场以能源换取空间灵活度的战略投资。为了适应这项新的技术，我们需要对我们原有的能源结构进行调整，同时也关注新技术在能源领域的应用。

一、CMMS的能耗构成以及特点

CMMS的能耗主要分为以下三个部分：

1）变形过程能耗

这一部分的能量消耗发生在宏观结构改变时，是最直观、功率最高的部分。包括电磁锁扣/解扣、磁控位移以及磁流变弹性体模量调节。

2）维持状态能耗

即使不进行变形，一个处于功能状态的CMMS也需要能量来维持。包括锁扣维持、计算与通信以及功能内芯待机。

3）功能性能耗

主要包括CMMS所代替的传统功能的能耗，比如交通能耗、建筑环境控制以及储能系统的损耗。

结合能耗构成我们可以看到，CMMS具有总能耗高、峰值功率高、不确定性高等特点，同时能量的来源与分配也是一个不小的考验。这要求我们在能源总体结构以及细节设计上做出适应性改变。

二、能源生产以及基础设施的重构

考虑到人口的倍增，以及新技术的使用，我们的能源结构也要做出相应的改变。这种改变不只是能源总量的提升，也包括能源分配、与其他模块结合等方面。

1、能源生产

总量倍增与结构优化：

提高原先能源设施的规模，在现有的核能、风光体系上引入新的可再生能源，构成多元化的基荷电源。部署快速启停的氢燃料燃气轮机，专门用于应对CMMS网络带来的高峰负荷。

动态设施：

鉴于CMMS技术可来实现场景的快速转化，我们可以将空间多用途利用，从而实现能源模块与其他模块的集合。比如说在没有体育赛事时，利用CMMS将体育馆迅速转化为太阳能发电站以补充能源供给，在原先的观众席上铺设定日镜，通过CMMS技术实现对定日镜的精准调控。在场馆的正上方悬浮着一个吸热器，接受定日镜反射的阳光，通过钢缆将其固定，钢缆同时承担传热（或者传输电力）的功能，吸热器可以与原先的场馆大屏幕集合，从而减少额外的空间需求。外观设计上，可以将吸热器设计为妈祖的样貌，在发电时，呈现“圣光照耀妈祖”的盛况，供居民参观游玩。类似的例子还包括使用辐射制冷表面减少空调能耗，在道路上嵌入压电材料回收机械能。

体育馆参考图：（和原先的设计有些出入）（见右图）

2、能源分配

CMMS技术在我们社会中的广泛应用，我们需要相应的能量供给的基础设施，对于CMMS这种动态、宏观尺度的变形体，传统的有线充电或电池更换是完全不现实的。因此，我们采用：

磁共振无线输电网络

这种无处不在、高功率、高智能的输电方式，将充电能力植入世界的每一个静态表面，比如将磁共振发射线圈嵌入主要道路，建筑的墙面、地板、天花板，也可以设计专门的充电港，用于能量的快速补充，以满足长途旅行以及大规模变形。同时将接受系统设计为双向的，电网需要时，CMMS单元可以将超级电容中的电能回馈给电网。

智能电网神经系统

使用“能量路由器”取代传统的变电站，实现对电力分配的精准调控、双向潮流管理以及通讯中继。从而保证关键负载的能源供给，确保电网的稳定，保障能源互联网的数据交换。

3、能源储存

应对上述挑战，我们需要构建一个三级储能架构

细胞级储能：CMMS单元本体（超高功率）

结构超级电容复合材料，将单元外壳（磁流变弹性体） 与石墨烯等材料复合，使整个承力结构成为一个分布式储能体。实现了 “外壳即电池” ，节省了全部独立的储能模块空间。用于应对秒级/分秒级的变形以及回收制动能量。

组织级储能：可加载式高能量密度模块（高能量）

液氢/液氨胶囊 & 固态电池模块，作为可选功能内芯，按需动态加载到CMMS单元中。通过微型燃料电池对外供电，为长期性、高航能的任务提供续航，固态电池提供了千瓦时级别的中等能量存储。即插即用的模式实现了能源载体的循环共享，减少闲置与浪费。

器官级储能：虚拟电厂与网格化缓冲池（系统韧性）

将数亿个CMMS单元的闲置储能容量集合，形成一个前所未有的、可灵活调度的巨型电池。它们在用电低谷时集体充电，在高峰时向电网放电，实现时空能量套利。

原有的液氨储罐、锂离子电池继续保留，作为战略缓冲池和电网稳定器，在CMMS网络集体行动导致能源短缺时进行跨区域支援。

三、细节设计

聚焦于CMMS技术本身的能源特点，通过细节上的调整适应新的能源结构。

功能融合

按需按需激活与分布式储能体，根据技术的应用方式改变能量的存储。这样的设计减少了从中央储能到各个末端功能模块的复杂布线和供电电路，实现了“谁用电，谁储电”的本地化微电网。具体应用：

医疗靶向给药模块可以配备生物燃料电池，利用身体里的葡萄糖对模块供电；

对于特定的传感器，可以使用压电微发电机，在移动以及振动时为传感器供电；

将热发电机嵌入高发热模块，将废热转换为有用电能。