能源模块1—— 总览
模块一 能源总览
一、总体供给：量 + 各种能源形式的占比
1.来源：量 + 各种能源形式占比
电源 | 装机 MW | 装机占比 | 年发电 GWh | 电量占比 | 本世界职责 |
水能 | 3.00 | 19.7% | 14.02 | 33.7% | 基荷脊梁；雨季满发、旱季 0.44 MW 兜底 |
风能 | 6.25 | 41.0% | 16.88 | 40.6% | 装机最大；全年补充，夜间仍有出力 |
太阳能 | 6.00 | 39.3% | 10.68 | 25.7% | 旱季主力；屋面与水面铺设，零新增土地 |
合计 | 15.25 | 100% | 41.58 | 100% | 供需比 1.66 |
2.储能侧
层级 | 介质 | 功率 | 容量 | 往返效率 | 主力尺度 |
日内 | 径流日调节池 | 3.0 MW（与水能共用机组） | 11.5 MWh（径流调节量） | 不适用（存的是天然径流，非电-电往返） | 日内 |
周内 | 全钒液流电池 | 10 MW | 1200 MWh（120 h） | 0.70 | 26—57 天 |
长时 | 氢能储存 | 电解 5.0 MW / 发电 5.0 MW | 11.65 GWh 化学能（可回电 6.41 GWh） | 0.32（电→氢→电全链） | > 111 天 |
储能可回电总量 = 液流 1200 + 氢 6410 = 7610 MWh，两种可回电介质的占比为：
可回电储能介质 | 可回电量 MWh | 占可回电总量 |
全钒液流（周内） | 1200 | 15.8% |
氢能储存（长时） | 6410 | 84.2% |
合计 | 7610 | 100% |
二、需求侧：量 + 各种终端用能形式的占比
序号 | 类别 | 明细构成 | 人均 kWh/人·年 | 年总量 MWh | 年总量 GWh | 占比 | 年均功率 kW |
① | 微生物发酵（塑料、药品、烃） | 400 m³ 发酵罐 | 3000 | 7500.0 | 7.500 | 30.00% | 856.2 |
② | 农业 | 水培 2500 + 畜牧 500 | 3000 | 7500.0 | 7.500 | 30.00% | 856.2 |
③ | 日常用电 | 居民生活 | 1000 | 2500.0 | 2.500 | 10.00% | 285.4 |
④ | 人文（教育、娱乐） | — | 1000 | 2500.0 | 2.500 | 10.00% | 285.4 |
⑤ | 工业制造 | 金属 605 + 塑料加工 200 + 垃圾焚烧 15 | 820 | 2050.0 | 2.050 | 8.20% | 234.0 |
⑥ | 交通 | 磁悬浮 290 + 传送带 290 | 580 | 1450.0 | 1.450 | 5.80% | 165.5 |
⑦ | 储能（电解氢、电池） | 充放损耗 + 待机 | 500 | 1250.0 | 1.250 | 5.00% | 142.7 |
⑧ | 服务器 | 集中算力 | 99 | 247.5 | 0.2475 | 0.99% | 28.3 |
— | 合计 | — | 9999 | 24997.5 | 24.998 | 100.0% | 2853.6 |
三、分配思路：耗能行为优先等级
优先级 | 类别 | 内容 | 供给来源 | 可中断性 |
① 不可中断 | 生命维持 | 居民生活、空气再生、水处理、医疗 | 水电基载 + 液流秒级响应 + 氢长时兜底 | 不允许 |
② 可调度 | 居住与产业 | 照明、厨电、循环泵、农业人工光补光 | 水 / 风 / 光 + 径流日调节池 | 可短时降载 |
③ 弹性 | 工业与制造 | 发酵、精密加工、3D 打印、备用制造线 | 富余电 + 储能放电 | 毛能量富余时才运行 |
④ 存储 | 跨季储能 | 电解制氢（5 MW） | 富余电 | 全年持续，可随时暂停 |
四、能源转化路径
第一段 · 自然
永定河多年平均流量 4.25 m³/s，库区至厂房段毛水头 100 m；永仁北部山脊 140 m 轮毂年平均风速 5.94 m/s；年太阳总辐射 6571 MJ/m²、峰值日照时数 1825 h、年均日照 2836.4 h。
第二段 · 转换
链条 | 关键参数 | 年产出 |
水能 | 引水式，净水头 97 m，ηt = 0.90，设计流量 3.50 m³/s | 14.02 GWh |
风能 | 1 × 6.25 MW，叶轮 191 m、扫风 28652 m²、轮毂 140 m，年利用 2700 h | 16.88 GWh |
太阳能 | 钙钛矿/晶硅叠层 26.5%，双面 + 单轴跟踪，22641 m²，PR 0.75 | 10.68 GWh |
氢（制取） | 碱性电解 5 MW，57 kWh/kg | 8.33 GWh 化学能 |
第三段 · 负荷
25 GWh 进居民与产业；13.73 GWh 净耗于制氢（跨季库存）；1.69 GWh 为储能往返损耗；0.07 GWh 为液流待机；1.09 GWh 弃电。氢侧回电路径为 70 MPa Ⅳ 型瓶 → PEMFC 5.0 MW（效率 0.55），可回电 6.41 GWh。
效率排序（本世界）：
水电（ηt 0.90，无燃料环节）＞ 风电（实际 Cp 40—45%，贝兹极限 59.3%）＞ 光伏（组件 26.5%、系统 PR 0.75）＞ 液流往返 0.70 ＞ 电-氢-电全链 0.32。
五、能源转化图
见图片
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