Purchase College热能储存案例

• 里卡多·巴蒂斯蒂

微型涡轮热电联产与热储：纽约Purchase College的电厂展示了热储能是能源电厂的基本组成部分，确保了灵活性和更低的运营成本。

能源可用性（尤其是使用部分可再生能源时）与用户需求之间的不可避免的不匹配，往往使得在技术系统中包含储能成为必要。

如果说这个问题现在在电力行业已经被认识，随着光伏系统的显著增长和电池园区的建立，那么在热能（即热能）的生产和利用领域，这一问题实际上也极具吸引力和前景。

效率累积

举例来说，任何规模的太阳能热系统：为了不“浪费”在阳光下产生的热量输出，且在没有热需求的情况下，储存热能（通常以热水箱形式）是提升系统整体性能的明智选择， 因此，它具有盈利能力。

如果即使是单一住宅系统也是如此，那么存储问题的核心地位在更复杂的系统中更为明显。

一个典型案例是太阳能热系统服务于工业生产线，热需求可能波动很大，某些时间段和/或周末会停机。

另一个例子是集成到区域供热网络中，储能也可以作为部门耦合逻辑使用，例如在电网过度可用时消化电能，从而为电网本身提供辅助的灵活性服务。

在区域供热领域，现已有许多网络集成了具有季节性水平的储能系统，使得夏季产生的热能在采暖季节能够利用。

在纽约储存热量

中大型储能领域的一个参考项目来自海外，纽约电力局（NYPA）与技术供应商Brenmiller Energy合作，在Purchase College（照片中为储能单元）实施热能储存（通常简称TES，热能存储）。

该项目于2023年完成，总预算为250万美元，涉及建设一座Brenmiller bGen™ TES机组，作为热电联产厂的一部分。

该系统由独立第三方测试和评估，旨在满足学校体育教学楼近100%的供暖需求，同时提高能源效率，降低运营成本并减少排放。

该技术提供商还创建了此类系统，使其能够成为教育机构及其他中大型机构中TES技术应用的成功案例，从而为该解决方案的广泛应用铺平了道路。

CHP和TES：两个仅代表同一目的的缩写

该设施所服务的建筑面积近11,000平方米，内设健身房和游泳池，既作为体育中心，也作为紧急避难所。

该建筑长期由一台过时的区域供热回路供电，连接中央电厂，但随后基础设施出现明显老化问题，导致空间供暖、家庭热水和游泳池等关键功能的运营成本上升，促使研究所决定将建筑能源系统去中心化。

该方案最初提出并实际实施，涉及Capstone CHP微型涡轮机和一台热功率为450千瓦的TES装置的结合。

该系统管理建筑的多样化能源需求，在高需求白天直接将微型涡轮机的废热输送到建筑物，而在需求较低时段（通常在夜间）将多余热量储存在TES单元中，以备后续使用。

TES单元还配备了内部电加热器，在寒冷高峰或长时间期间补充供暖，确保即使热量超过CHP单元的废热，系统也能满足建筑的热需求。

这种灵活性通过减少对购入电网能源的依赖，优化供暖成本，尤其是在需求高峰期。

100%覆盖

该系统能够高效满足Purchase学院体育教学楼几乎100%的供暖需求，同时捕捉、储存和排放来自CHP微型涡轮机组的废热，这些废热本来会被浪费。

通过用分散供暖系统取代建筑与学院中央区域供热回路的连接，该项目显著提升了建筑的能源效率，并显著节省了年度能源成本和排放。事实上，该电厂应避免向大气中排放约550吨一氧化碳2每年都是这样。

该举措符合纽约州到2050年将温室气体排放量比1990年水平减少85%，以及到2030年将储能容量提升至6吉瓦的目标一致。

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