能源管理

 大多数人道主义干预措施,特别是在紧急情况中采取的干预措施,都发生在几乎无公共电网和/或其可靠性有限的偏远或受威胁社区。 为了保持运行,人道主义组织的设施通常配备至少一个独立的电源,作为电网故障时的备用电源或主要发电手段。 独立电源包括 电池、发电机和太阳能发电设备。

采购、安装和运行此类设备需要大量投资,而合适的规模和正确的能源需求管理可减少此类投资。 电力并不便宜,发电机运行费用会相当昂贵。 发电还会对环境产生影响,并有可能损害对组织的看法。

为了在不降低服务质量的同时减少电力消耗,通常可改进能源管理、专注于减少需求和选择正确的电源。

  • 能源需求管理: 在不降低服务质量的同时最大限度地减少能耗,并避免不必要的能源消耗。
  • 能源供应管理: 根据情况选择最适合的主电源和备用电源,且适当的规格可以优化投资和运行成本。

在管理供需时,需要正确诊断以了解所需的设备功率和能源需求。 必须在能源管理流程的每个步骤中持续诊断,主要包括:

  • 计算所规划运行环境的总能量和电力需求,这有助于确定电源(发电机、太阳能或其他)的规格。
  • 识别占据总能源和电力需求中主要部分的电器和服务。
  • 了解一天当中电力和能源需求的变化并确定高峰期。

一套完整的诊断还可用于报告、审计和/或研究。

改编自 ACF

能源需求管理

虽然我们将电力视为理所当然的服务,但是能源的获取始终需要付出代价。  改善能源的使用方式、避免不必要的能耗,并在不降低服务质量的同时最大限度地减少基础能耗。  必须从服务而不是设备的角度来考虑,并尝试为所需服务找到最有效的解决方案。

示例:

服务要求: 要求凉爽的工作环境,不使用空调。

满足服务要求: 考虑选择最不可能升温的房间位置,安装允许光线进入但可减少热量的白色窗帘,加强房间的隔热,最后再安装空调。

根据能耗诊断的结果:

  • 确定高影响的服务,了解哪些服务显著影响电力和能源消耗以及高峰期何时出现。
  • 研究潜在的替代方案——工具、冰箱和照明都消耗电力,但很难避免。 而其他消耗设备有可替代方案,例如热水器和炉灶。 基于可行性和初始成本、能耗、运行成本和服务质量考虑可能的解决方案。
  • 根据用户的目的和人数来选择高能效和规格适当的电器,并以高效的方式使用,例如清洁与维护设备和电器以提高效率,从而减少损失、提高效率
  • 不使用设备时将其关闭并断开电源,减少不必要的能耗。 可能需要通过海报或宣传册来提醒用户。
  • 逐步优化 能耗,确定高峰期,并尽可能高峰期或使用电池/太阳能备用系统运行时,避免或推迟使用高功率电器。 标记可推迟使用的高功率电器,例如用于保持舒适或非紧急任务的设备,并对用于工作、安保、通信的设备进行差异化管理。

能源供应管理

正确选择主电源和备用电源不仅会显著节省成本,对能耗优化也有就较大影响。 所选组合必须能够:

  • 为设备提供足够的电力。
  • 如果可能,确保建筑物内全天电力供应。
  • 确保最低质量(有限的压降或频率波动)。
  • 将成本降至最低。
  • 安全运行和操作。
  • 尽可能降低对当地环境的影响,包括减少烟雾、振动和夜间噪音,从而确保良好的生活和工作条件并防止邻里冲突。
  • 将对全球环境的影响降至最低。

主电源类型的确定将主要取决于建筑物是否连接到公共电网。 在可行的情况下,最佳和首选是连接公共电网。 如果没有电网或电网不可靠,则可以考虑使用发电机。

如果电网面临停电的风险,或者要求使用冗余电力系统作为基本安全措施,可能需要备用电源或发电机。

备用系统的选择很多,包括电池、太阳能或小型发电机。 选择备用系统时,也需要考虑其他因素,包括主电源类型及其可靠性。

Appliances

发电机的价格可能不是很高,但是发电机需要燃料和维护,且运行成本会相当高。 相反,虽然电池和太阳能系统需要大量投资,但运行成本却非常低。 选择电源时必须要考虑初始和运行成本。 

预计运行成本:

     

建议的备用电源

初始成本

1 年后的总成本

2 年后的总成本

2kVA 发电机

600 €

14,600 €

28,800 €

电池系统

4,800 €

9,300 €

13,900 €

太阳能(满足
30% 的能源需求)

6,500 €

9,600 €

12,900 €

     

主电源、备用电源及其可能的组合

公共电网 + 发电机

在许多情况下,主电源是当地电力公司提供的电力。 一台备用发电机应可满足设备的所有电力需求,但不包括非基础设备。 (参见能源需求管理)。

优点

缺点

  • 简单、便宜

  • 本地可用

  • 问题有限

  • 电网断电时短暂停电,此时必须启动发电机

  • 必须有 UPS 和/或稳压器

  • 必须有燃料供应和储备

  • 即使很少使用发电机,也需要对其进行维护

推荐用于以下情况

  • 建筑物已连接公共电网,但会不可预测地长时间停电

  • 建筑物已连接公共电网,但安保环境恶化

  • 建筑物已连接公共电网,且使用时间有限

  • 需要时的紧急备用电源

Grid 1

 

发电机 + 发电机

在仅使用发电机的配置中,由两台或多台发电机供电。 使用两台发电机时:

  • 两台发电机可完全相同或功率相同,可互换使用和按详细的使用计划使用。
  • 一台发电机可比另一台功率小,只作为备用电源使用。 使用两台功率不同的发电机时,功率较小的发电机无需或无法满足运行环境中的所有电力需求,可能需要专门接线以为基础设备供电(参见能源需求管理)。

优点

缺点

  • 本地可用

  • 初始成本低

  • 技术成熟

  • 运行成本高

  • 切换发电机时短暂停电

  • 需要 UPS 和/或稳压器

  • 需要燃料供应和储备

  • 可靠性低且需要频繁维护

  • 管理耗时

  • 永久的噪音和维护问题

推荐用于以下情况

  • 高能耗的独立建筑

  • 短期使用的独立建筑

  • 需要时的紧急备用电源

Grid 5

 

电网 + 电池

在这种配置中,主电源是当地电力公司提供的电力,而备用电源是电池系统,可在停电时为设备有限供电。

优点

缺点

  • 全天供电,无停电和短暂停电

  • 可靠性高

  • 供电质量好

  • 可轻松添加太阳能电源

  • 问题有限

  • 依赖于电网

  • 并不总能进行本地采购和维护

  • 需要电池室

  • 初始成本比发电机高

  • 可能仍需要备用发电机

  • 电池寿命有限(2-5 年),且电池的处置可能影响环境

推荐用于以下情况

  • 建筑物已连接公共电网,但短期和频繁停电

  • 建筑物已连接公共电网,但夜间停电

  • 安装太阳能系统的第一步

Grid 2

 

发电机 + 电池

在这种配置中,主电源是发电机,在高峰时段提供电力。 备用电源是电池系统,在发电机运行时蓄电,并在低能耗时段为设备供电。 

 优点

缺点

  • 全天供电,无停电或短暂停电

  • 低能耗时段中没有问题 

  • 供电质量好

  • 发电机可靠性更高且使用寿命更长

  • 功耗更灵活

  • 可轻松添加太阳能电源

  • 需要燃料供应和储备

  • 发电机每日为电池充电时间最短

  • 可能无法在本地购买和维护

  • 需要电池室

  • 初始成本比单独使用发电机高

  • 可能仍需要备用发电机

  • 电池寿命有限(2-5 年),且电池的处置可能影响环境

推荐用于以下情况

  • 独立的办公区或基地

  • 安装太阳能系统的第一步

Grid 3

 

公共电网或发电机 + 太阳能

在这种配置中,高峰时段由主电源(电网或发电机)供电,全天由太阳能系统供电。 电池系统蓄积所有来源的电力,并在其他来源关闭时为设备供电。

优点

缺点

  • 与“电网/发电机 + 电池”相同

  • 问题少

  • 节省燃料,对独立建筑来说长期成本效率比最佳

  • 备用电源非常可靠

  • 安装可能需要一定的时间。

  • 可能无法在本地购买和维护

  • 需要电池室和较大露天面积

  • 初始成本高

  • 电池寿命有限(2-5 年),且电池的处置可能影响环境

推荐用于以下情况

  • 独立的宾馆

  • 能源需求有限的独立建筑

  • 燃料供应极困难和/或非常昂贵地区的独立建筑

  • 安保环境要求极可靠且完全自主备用电源的建筑物,例如可能需要休眠的地方。

Grid 4