風起馬蹄蓮：讓日月星辰告訴你“馬蹄蓮”的秘密
iNews 2022-05-10 11:02:00
武漢新能源研究院，已在創新奔跑中，步入第六個年頭。
2016年，我們背靠華中科技大學電氣學院、能源學院等多個優勢學科，以成果轉化為核心使命，市校共建了武漢新能源研究院。象征新能源之花的馬蹄蓮大樓，成為了光谷乃至湖北的創新地標。
過去六年，新能源研究院一直圍繞兩個大的方向性任務不懈探索：清潔能源的規?；煤蛡鹘y能源的清潔高效利用。一批重塑未來格局的源頭創新，在這里發生；一批高質量的科技成果轉化項目在這里嶄露頭角。
當前的武漢已全面吹響爭創綜合性國家科學中心、國家科技創新中心的號角，并啟動建設光谷科技創新大走廊、東湖科技城，一批大科學裝置規劃，都與新能源密不可分?？梢哉f，這是一場關于“新能源之都”的角逐，而如何用好新能源力量，共創低碳中國，更是未來城市角逐的主戰場。
2022年，我們帶著「INEW能見」專欄來了，在這里，每周和你分享我們的創新故事，能見=看見，能源未來。新能源創新發展之路，道阻且長，這是我們的使命，更是新的長征。
馬蹄蓮大樓能源報告
讓日月星辰告訴你，“馬蹄蓮”的秘密
漫長的梅雨季，讓光谷地標“馬蹄蓮”飲飽了雨水。順著花盤，雨淅瀝而下，進入中水回用系統。放晴的日子，太陽能光伏板鋪就的巨大花盤，又迎著風和陽光熠熠生輝。
一花五葉一蓓蕾，日月星辰澆灌之。
自2014年建成投用，這朵令人嘆為觀止的“新能源之花”，在四季輪回間，不斷釋放著它蓬勃的創新生命力——128米高的辦公大樓，電、光、水、熱等一切能耗，都與每天灑向大地的陽光、天空落下的雨水、湖畔吹過的清風密不可分。
走進“馬蹄蓮”大樓的能源管理系統控制中心，巨大的屏幕上，圍繞“馬蹄蓮”的建模圖，各項能耗數據不停閃爍。一幢樓，動用的先進節能環保技術達10項。
▼ 請橫屏觀看 “馬蹄蓮”大樓能源管理系統控制中心
大樓頂部花盤3500平方米的太陽能光伏系統，每年能發電約30萬度，占整個大樓年能耗的25%。這相當于大樓公共照明的用電量，每年因此減排的二氧化碳超過250噸。
作為國內最大的綠色仿生建筑，靈感源于自然的“馬蹄蓮”，設計處處藏有玄機。面向太陽的花盤角度，是經過精心設計的20°傾斜角，以最大程度吸收太陽能?；ūP上的“花蕊”，是一個垂直軸風力發電機。發電效率相對較高，一時“風光”無兩。
為其操刀的荷蘭設計師沃特·羅曼斯在闡述設計理念時說，巨大的大坡面花盤，不僅僅是為了光伏發電，也希望盡可能多地儲存雨水進行回收利用，比如沖廁和澆灌植物。由于武漢夏季高溫可達40℃，獨特的花盤設計，還能充當大樓的“太陽帽”，為大樓遮蔭，減少能源消耗。
雨水在頂樓的屋頂花園集中收集處理后，可用于大樓衛生間保潔、消防、植物灌溉等用水。據測算，通過“馬蹄蓮”的中水回用系統，每年節水可達4800噸，占大樓用水量的31%。
在“馬蹄蓮”的花莖中軸內，設有熱塔。冷梁系統利用冷熱空氣交換原理，為建筑自然送風。
漫步在“馬蹄蓮”腳下的廣場草坪，一個個透明玻璃罩，錯落點綴其間。這33個光導照明燈，是為地下停車場安裝的光導照明系統。利用光學原理，自然光被導入地下空間，在白天，地下車庫大部分區域都可依靠自然光照明。到了夜間，甚至還可利用明亮的月光進行照明。僅此一項，每年就可節電5萬度。
在能源結構轉型加速和電力體制改革不斷深入的背景下，供給側和消費側的關系變得越來越緊密。據2019年《BP世界能源展望》報道，可再生能源及天然氣，將提供超過85%的能源供給增長，未來30年，世界范圍內發電能源以可再生能源為主，將占總發電能源的30%。
能源互聯網工程中心，一“網”打盡分布式能源
“大家都覺得這棟樓很神秘，只知道馬蹄蓮是光谷的象征和地標，卻不知道它究竟是用來干什么的?！蔽錆h新能源研究院研發部經理黃曉宏，笑著走進馬蹄蓮大樓內部的能源控制中心，指著滿墻的能源互聯網工程圖說，這里面所有的硬件和能源終端都是真實的，絕大多數設備都可以現場互動，數值實時在線。
這個能源（電力）互聯網湖北省工程研究中心，是武漢新能源研究院與華中科技大學下一代互聯網國家工程實驗室，攜力打造的綜合能源互聯平臺。它從智慧園區應用、能源供給側與消費側三大板塊，為我們描繪了智慧能源的九大應用場景：
智慧園區板塊覆蓋路燈與照明、智慧公寓、智慧樓宇、智慧電梯、智慧停車等多個典型場景，端到用能設備，連通數據中臺，管理直至云后臺，以智能硬件終端設備為觸手，優化多類型能源互補管理，實現綠色低碳運行。
能源供給側與消費側，則是從能源供給源頭出發，以能量流的形式通過配網與分布式儲能，結合群樓空調節能控制展示欄，延伸至用戶側工業負荷、校園負荷應用，展示傳統能源與新能源的廣泛互聯，及一體化能源管理與監測，實現更高效的設備、數據、系統管理與精準的安全診斷。
“馬蹄蓮本身，就是一個巨大的新能源應用場景，你能看到風、光、水、熱在這幢大樓的各種應用，但它要做的遠遠不止這些?！秉S曉宏表示，在這朵能源之花的內部，每天除了研究傳統能源的高效利用、新能源的低成本化利用，還在探索如何通過互聯網或物聯網手段，把各種分布式能源一“網”打盡，實現高效管理，這就是能源互聯網。
該中心現已建成覆蓋“風-光-配-儲-充-用”全鏈條的綜合實驗系統與示范工程，形成了新能源發電系統、儲能系統、交直流配電系統、電動汽車智慧充電、節能與智能監控系統和能源互聯網交易與管理等六個方面的研發創新平臺。
同時，還打造了一批連接產業鏈上下游的儀器設備共享平臺，提供產品打樣及中試服務、第三方檢測認證服務。一批新能源裝備產品、節能與能源管理、運維檢測服務走向市場。
能源互聯網的價值并不簡單只是節能?！八心茉从脩舻男枨蠖际遣灰粯拥??！秉S曉宏說。
以產業園區為例，能源管理正在發揮越來越重要的作用。許多智慧園區，公共路燈都是通過物聯網控制器在后臺對照明策略進行設置，包括光強、時間等，還能根據典型環境要素進行遠程照明調節。但除了能源在線監控，精確的能耗報表分析，還能傳遞更多價值——用電量是每個企業發展好不好最真實的晴雨表，經營不好的企業可能長期用電偏低，園區可以作為“預警”或幫扶的依據，規避孵化風險。反之，那些經常加班加點、用電量持續走高的企業，很可能是值得投資機構重點關注的“潛力股”。
對于工廠和企業級的能源管理而言，它更關心本身的耗能情況，設備等級的監測維護，具體產品的能耗分析和質量溯源，甚至能耗在整個產品的成本占比多少，如何幫助它通過信息化降成本。
對于學校來說，關注的核心是安全，因為教室和學生公寓有海量的用電負荷。學生宿舍的用電如何安全監管？學校大量的儀器設備如何進行更加高效的管理？包括很多教室、公共場館、琴房、體育館的預約，都能通過能源互聯網實現“一網通”。
2019年，國家電網與華中科技大學共同成立未來電網研究院，圍繞“三型兩網、世界一流”的目標，展開跨學科、交叉性的前沿研究，進而推動我國能源系統的低碳化轉型和發展。武漢新能源研究院為未來電網研究院的駐點企業。
國家電網表示，將在政策上加大支持力度，在技術上加強交流合作，圍繞大規模儲能、新能源并網消納、源網荷儲協調互動等技術難題，開展聯合攻關，同時在能源基礎設施上加速互聯互通。
