当地医院的迫切能源需求

项目背景和要求

2024 年，位于赞比亚基特韦的一家先进的专科医院开始运营，旨在为当地社区提供重要的医疗保健服务。然而，国家电网的缺乏和柴油发电机的不稳定给医院带来了巨大挑战。不稳定的电力供应经常会影响急救护理、手术和其他关键医疗程序，停电还会威胁到危重病人的生命。为了确保为所有医疗设备提供稳定可靠的电力供应，项目负责人从中国寻找了一家值得信赖的光伏供应商。我们的目标是设计并安装一套定制的太阳能发电系统，能够支持医院的总负荷。

在安装光伏系统之前，医院使用一台 250 千瓦的三相柴油发电机为负载提供不间断电力。每天的柴油燃料支出约为 300 美元（按 12 小时工作时间 @ 100 千瓦和 1 美元/升柴油计算），每年的成本接近 $109,500 美元。
尽管每天都要支付高昂的柴油发电成本，但由于没有储能电池蓄电，当发电机停止运转时，医院的电力供应也随之停止。同时，这也损害了医院在当地社区的声誉，阻碍了城市公共医疗水平的发展和保障居民健康的能力。

UE 能源解决方案

根据客户的需求，永艺技术团队为其量身定制了微电网解决方案，以稳定供电，减少柴油发电机的工作时间和成本。该解决方案包括 240 千瓦光伏发电, 500 千瓦 PCS 逆变器, 和 1576kWh ESS.最终，我们成功帮助客户解决了电力短缺问题，每年节省柴油费用 $109,500 美元。与此同时，我们还配置了 40 英尺集装箱通过模块化设计和高度集成，提高了整个系统的安全性。

售前技术服务

在了解客户需求后，我们的工程师与客户进行了深入讨论。通过谷歌地图和客户提供的测量数据，我们计算出了可安装的最大光伏电池板数量。

根据医院白天和夜间的用电量，确认储能系统的容量，并选择合适大小的混合逆变器和其他相应设备。

通过详细的电气连接图和屋顶光伏布局图，客户可以直接直观地看到项目安装后的连接和结构。这些设计不仅确保了太阳能解决方案的安全性和可靠性，还保证了系统的高效运行。这种可视化方法让他们对项目有了清晰的了解。

核心产品

它是如何工作的？

情景 1：太阳能占主导地位（上午 7:00 - 下午 5:00）

在日照充足的白天，光伏阵列通过各自的 MPPT（最大功率点跟踪）控制器有效地捕捉太阳能。产生的直流电由直流箱 1、2 和 3 汇聚，然后传输到 40 英尺集装箱内的 250 千瓦直流/直流模块。该 DC/DC 模块可将光伏电池板产生的 "不稳定 "直流电压精确转换为 "稳定 "直流输出。

在此阶段，EMS 系统（位于通信柜中）持续监控三个关键参数：太阳能发电、医院负载需求和电池充电状态 (SOC)。当 EMS 检测到太阳能发电量完全满足（或超过）医院的实时负荷时，就会发生两个过程：

• 优先供电：大部分稳定的直流电被输送到 500 千瓦 PCS（电力转换系统），该系统将直流电逆变为三相交流电。然后，交流电通过集装箱内的 500 千瓦自动转换系统（ATS）为医院负载供电。
• 多余电力存储：EMS 系统可识别 "多余电量"（当光伏发电量大于医院负荷时），并指示 PCS 将多余的直流电能输送到 1576 千瓦时的储能电池中，为其充电以供日后使用。

情景 2：夜间供电的电池放电（下午 5:00 至次日上午 7:00）

日落后（或日照较弱期间），光伏阵列停止发电。EMS 在检测到零光伏输入和医院持续负载需求（如重症监护设备、制冷、应急照明）时，会启动电池放电模式。

能量流的展开方式是

储能电池向 500 千瓦 PCS 放电。PCS 将直流电转换为三相交流电（符合医院的电压/频率要求）。

交流电通过自动变送器，为医院提供持续供电。

在整个过程中，EMS 密切监控电池的 SOC，以确保安全放电（避免过度放电），同时动态匹配医院波动的夜间负载。

情景 3：柴油发电机备用（当光伏 + 储能装置无法供电时）

在极端情况下，例如长期阴天（光伏发电几乎不发电）或电池 SOC 耗尽（蓄电池无法再放电），EMS 会检测到光伏发电或蓄电池都无法满足医院的负载需求。

一旦检测到 "电力不足"，EMS 就会触发柴油发电机启动。发电机启动后

它产生三相交流电，通过一个自动变压控制柜输送，以确保对医院（尤其是重要医疗负载）的不间断供电。

同时，EMS 监控发电机的运行状态（如转速、电压、频率），以保证电能质量，并随时准备在恢复供电能力后切换回光伏/电池供电。

未来扩展：电网互联

该系统为 400V 电网（未来）预留了接口。当地 400 伏电网建成后，系统将实现电网互动运行，从而释放两个关键功能：

电力输出：当 PV/ESS 产生多余电能时（在电网允许的情况下），多余电能可输入电网进行电力交易，从而创造经济价值。

电力输入：如果光伏发电/储能发电/柴油发电都无法满足医院的负荷，系统可从电网中获取电力，确保 100% 的可靠性。

这种电网集成将系统转变为 "多能源协调网络"（光伏、储能、柴油和电网电力相结合），最大限度地提高了能源效率和医院的供电稳定性。

40 英尺集装箱式电池储能系统的优势

这种集装箱式电池储能系统集成了多种设备，包括空调系统、消防系统、照明系统、监控系统、电池架、EMS 柜电池监控系统、直流控制柜和 PCS 系统。集装箱主体还包括逃生门、进气和出气系统等。

• 空调系统确保电池的工作温度；
• 防火系统确保集装箱的安全；
• 监控系统可实时检测集装箱的状态；
• EMS 系统可以实时监控电池的电压、温度和其他信息，还可以控制电池的充电和放电。
• PCS 系统可实现电池与电网的无缝连接。

它还具有便携、灵活、可扩展和可拆卸的特点。它符合 ISO 标准尺寸，便于海运和陆运。

集装箱的优势在于可以 "即插即用"。我们在工厂预装了所有核心部件（电池、PCS、BMS、消防系统等）。客户收到货物后，只需将其与太阳能电池板、负载或发电机连接即可投入使用，大大缩短了建设周期。

项目成果和效益

自安装 UE 系统以来，医院的状况有了显著改善。现在，医院享有稳定的电力供应，光伏系统每天发电 800-1200 千瓦时。1576kWh ESS 在维持 99% 供电可用性方面发挥了重要作用。自动转换开关 (ATS) 自动控制柴油发电机，确保无缝电力转换。

能源管理系统（EMS）可对系统中的所有电气设备进行智能操作。医院工作人员可以最方便地管理能源消耗，优化成本，确保关键医疗设备的持续运行。

运行和售后服务

在发货之前，整个储能系统都要经过严格的出厂验收测试，包括性能、安全性和系统兼容性测试，以确保到达现场后 "即插即用"。为了简化现场部署，UE 提供了一套全面的资源：详细的安装手册、分步教学视频、技术数据表以及每种产品的用户友好操作指南。

UE 致力于通过先进的远程监控功能实现客户的长期成功。我们的技术团队可通过集中式数字平台跟踪系统的实时性能（包括太阳能发电、电池健康状况和负载分布）。一旦出现问题，我们将为电池单元平衡、故障排除和性能优化等任务提供远程支持，从而最大限度地减少停机时间，确保持续运行。

在这个项目中，我们帮助客户解决了一些常见的售后问题：

- 远程指导安装人员进行电池调试，实现锂电池校准。

- 当检测到光伏阵列中的组串电压异常时，UE 团队迅速帮助客户调整组串连接方式，以恢复最佳性能。

- 当客户需要切换到柴油动力时（电池完全放电后），由于不熟悉自动变送器的操作，我们及时提供了协助，以确保电力的无缝过渡。

结论

UE 的 240kWp + 1.5MWh ESS 项目是用清洁、可靠的太阳能取代柴油发电，用于关键医疗基础设施的一个里程碑式的成功案例。我们定制的 PV+ESS 解决方案解决了医院对不间断供电的迫切需求--之前频繁的停电和高昂的柴油成本阻碍了这一需求--不仅保证了 99% 救生医疗设备的供电，还带来了实实在在的经济和环境效益。

与依赖柴油机的设备相比，该系统每年可减少 $109,500 多美元的柴油费用，约合 $109,500 美元。 4 年投资回收期为医院创造长期价值。其模块化设计、智能 EMS 和易于运输的特点使其适用于从医院和诊所到工业设施和农村社区等各种离网或弱电网环境。

该项目体现了 UE 致力于提供以客户为中心的可持续能源解决方案，以解决现实世界的挑战。对于正在努力应对电网不稳定、化石燃料成本高昂或碳减排目标的全球客户而言，UE 的 PV+ESS 系统提供了一种行之有效的柴油发电替代方案，使企业和社区能够利用清洁、可靠的能源茁壮成长。

我们期待与全球更多组织合作，加快从柴油到太阳能的过渡，为一个更环保、更具弹性的能源未来做出贡献，同时为医疗保健、教育和制造业等关键领域提供支持。