能源结构总述

为了实现我们“百万立方”的现代化享受，充足的能量供是必要保证。在可利用的能源类型中，最终选定水能、太阳能和生物质能为我们的主要能源。其中，太阳能的利用方式有分为光伏发电和热发电，生物质能产沼气，为燃料电池提供燃料。

将各种能源使用量折算为发电量如下：

水电站（水能）：年发电量 7200000kW·h

光伏：年发电量 725585.23kW·h

热发电：年发电量 5285000kw·h

生物质能：年产沼气量 8630.49m^3

SOFC 燃料电池：年发 电量 51782.94kW ·h

年总计：13262368.17kw·h 

水能

在绍兴五泄（选址地）建立一个小型水电站。

太阳能

光伏发电：我们的太阳能电池组件采用
SPF-100W ，其效率可达 24% 。

太阳能热发电：运用塔式熔盐储能光热发电。集热塔设计塔高 200 米，吸热器中心位置距离地面 200 米，定日镜立柱安装 1600 个，单台定日镜采 光面积 20 平方米，总采光面积 3.2 万平方米。（数据是参考目前中控德令哈项目的实际工作情况计算。）

塔式聚光型光热发电系统是利用众多的定日镜，将太阳热辐射反射到置于高塔顶部的高温集热器（太阳锅炉）上，加热工质产生过热蒸汽，或直接加热集热器中的水产生过热蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。

熔融盐储能技术是利用硝酸钠等原料作为传热介质，一般与太阳能光热发电系统结合，使光热发电系统具备储能和夜间发电能力，可满足电网调峰需要。按照热能储存方式不同，太阳能高温储能技术可分为显热储能、潜热储能和混合储能。

生物质能

采用高浓度有机污水生产沼气技术，沼气产 量为 0.214L/g ，粪便（人+猪）总产生量 0.25 × 365 × 100+2 × 17 × 365=21535kg ，产气量 4608.49m^3;一吨秸秆产 270m^3 沼气左右，年秸秆产量 0.8 × 20000kg=16000kg,年产气 16×270×1000=4320000L,沼气总产量大约为8630.49m^3,生物质能工厂所需空间为8000m^3。

SOFC固体氧化物燃料电池

特点：燃料适用范围广，可由生物质产生的沼气提供；断电时可以作为紧急电源使用（能源安全）；太阳能发电与蓄电池、燃料电池连接；三部蓄电池可以在断电时提供很长一段时间的电能，也可以提供热水。

考虑到绍兴太阳能不是十分充足，因此燃料电池起到了补充作用：当太阳能发电量高的时候，互联系统除了向设备供电以外还能给蓄电池充电；当太阳能发电量因多云或下雨等因素不稳定时，互联系统可以进行太阳能电池和蓄电池联合供电；夜晚太阳能发电停止，所需电能由蓄电池提供。

可以将若干个单电池以各种方式串联、并联、混联组装成电池组，增大功率，家用一般为 25~100kw 。

储能装置

1MWh储能集装箱的设计主要分为电池仓和设备仓。

电池仓：电池仓主要包括 1MWh 的电池、电池架、 BMS 控制柜、七氟丙烷灭火柜、散热空调、烟感照明、监控摄像头等。电池需要配备相对应的BMS管理系统。电池的类型可以是铁锂电池、锂电池、铅炭电池及铅酸电池。铅酸电池的能量密度偏低，而且 体积较大，标准的 40 英尺 的集装箱可能没办法放下，目前主流的标配设计是 1MWh 的磷酸铁锂电池。散热空调根据仓里的温度进行实时调节。监控摄像头可以远端监控仓里设备的运行状态。最终可以组成一个远程的客户端，通过客户端或者app 对仓里设备的运行状态、电池
状态等进行监测和管理。

设备仓：设备仓主要包括 PCS 和 EMS 控制柜。 PCS 可控制充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。 EMS在储能系统的应用里面，功能和作用都比较重要。在配电网方面， EMS 主要通过跟智能电表的通讯，采集电网实时功 率的状态，并实时监测负载功率的变化。控制自动发电，对电力系统状态的安全性进行评估。 1MWh 的系统里面， PCS和电池的比例可以是 1:1 或者 1:4 （储能 PCS250kWh ，电池 1MWh ）。