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加拉帕戈斯群島正面臨復(fù)雜的環(huán)境問題。這個(gè)教科文組織（UNESCO）的世界自然遺產(chǎn)正受到威脅。西門子受厄瓜多爾政府委托解決這一問題。公司開發(fā)了一種使用可再生燃料的混合發(fā)電系統(tǒng)。它將在未來幾十年間為清潔能源的生產(chǎn)及利用提供一個(gè)可能的模型。 

提到加拉帕戈斯群島，想必大家都不陌生。“加拉帕戈斯”在古西班牙語中是“龜”的意思。這個(gè)名字來源于島上體型巨大的陸龜。除了陸龜，群島上還有許多別處罕見的動(dòng)物。1835年，26歲的查爾斯·達(dá)爾文在環(huán)球航行途中停靠在這里并進(jìn)行了一個(gè)多月的考察和研究。達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)，這里的動(dòng)植物為適應(yīng)自然環(huán)境而發(fā)生了變化。這為他“適者生存”的觀點(diǎn)提供了有力的證據(jù)，也促使他提出著名的生物進(jìn)化論。因此，這里又被稱為“活的生物進(jìn)化博物館”。后來，人們?yōu)榱思o(jì)念達(dá)爾文，還在島上建起了達(dá)爾文的半身銅像和生物考察站。 

現(xiàn)在，隨著人類文明的不斷發(fā)展，加拉帕戈斯群島正面臨環(huán)境問題的威脅。伊莎貝拉島是群島二十多個(gè)島嶼中大的一個(gè)。每年，各地?cái)?shù)以萬計(jì)的游客會(huì)從這里出發(fā)，乘船游覽加拉帕戈斯群島，探尋島上奇妙的野生動(dòng)物?，F(xiàn)在，相關(guān)人員正在探討應(yīng)如何替換伊莎貝拉島上高度污染的電力系統(tǒng)。這是因?yàn)槊康绞?，伊莎貝拉島及其上賓館、飯店和2500名常駐居民都會(huì)由一家柴油發(fā)電廠提供所需能源，而這家發(fā)電廠排放了大量的廢氣和噪音。 

但是，污染并非教科文組織（UNESCO）擔(dān)心的問題。發(fā)電廠使用的柴油燃料通常由船從600英里外的陸地運(yùn)輸而來，而這可能會(huì)產(chǎn)生一定的風(fēng)險(xiǎn)。近年來，在將燃料從船運(yùn)送到發(fā)電廠的過程中出現(xiàn)了兩次較大的燃料泄露，污染了伊莎貝拉島的海岸線并對(duì)其脆弱的生態(tài)系統(tǒng)造成了威脅。因此，UNESCO提醒厄瓜多爾，讓其必須找到一個(gè)更清潔的電力能源解決方案，否則加拉帕戈斯群島可能會(huì)失去它的“世界遺產(chǎn)”之稱。 

在德國政府的主要支持下，厄瓜多爾邀請(qǐng)工程公司參與競標(biāo)，請(qǐng)它們?cè)O(shè)計(jì)一套可靠、環(huán)保且清潔的使用可再生燃料的系統(tǒng)。但是，在這樣一座偏遠(yuǎn)的島嶼上建設(shè)和維護(hù)這樣一個(gè)系統(tǒng)會(huì)面臨艱巨的技術(shù)與后勤方面的挑戰(zhàn)。后，西門子是一家參與競標(biāo)的企業(yè)。它給出的建議是：建設(shè)一座“混合”電廠，將太陽能發(fā)電和生物燃料動(dòng)力組件結(jié)合起來。這種動(dòng)力組件使用一種鮮為人知的堅(jiān)果作為主要能量來源。 

世界遺產(chǎn)的保護(hù)需要借助清潔能源。西門子提出了一種混合發(fā)電解決方案來保護(hù)加拉帕戈斯群島上奇妙的野生動(dòng)物。 

一座小電廠的重大意義

西門子提議建造一座大容量僅為1.8兆瓦的電廠。它的發(fā)電功率與西門子通常建造電廠的功率相比實(shí)在很小。例如，2018年，西門子在投運(yùn)的發(fā)電廠中有三座位于埃及，它們一共能夠產(chǎn)生14400兆瓦的電力。但是，西門子加拉帕戈斯電力項(xiàng)目經(jīng)理Sajjad Khan表示，對(duì)西門子而言，規(guī)模并不是公司參與競標(biāo)的決定性因素。真正讓西門子決定參與項(xiàng)目的是這個(gè)項(xiàng)目在后勤方面的挑戰(zhàn)以及為后代保存這個(gè)*生態(tài)系統(tǒng)的重要意義。此外，項(xiàng)目也能證明混合系統(tǒng)這項(xiàng)突破性技術(shù)可以納入公司對(duì)可持續(xù)發(fā)展的承諾。 

“我們之所以決定投資這項(xiàng)技術(shù)，是因?yàn)槲覀兿嘈潘澈蟮睦砟?。加拉帕戈斯群島項(xiàng)目是一個(gè)100%的可再生能源項(xiàng)目。”Sajjad Khan表示，“它將間歇性的太陽能與另一種可再生能源相結(jié)合。這個(gè)項(xiàng)目是一個(gè)展示這項(xiàng)技術(shù)的機(jī)會(huì)，同時(shí)也可以作為未來其它項(xiàng)目的試點(diǎn)。” 

混合系統(tǒng)的可再生能源相關(guān)技術(shù)包括三個(gè)主要組成部分：一個(gè)包含大約3024塊光伏面板的功率為952千瓦的太陽能“農(nóng)場”；由五套功率為325千瓦的發(fā)電機(jī)組組成的總功率為1625千瓦的生物柴油發(fā)電系統(tǒng)；一個(gè)在需要時(shí)可以立即為系統(tǒng)增加660千瓦功率電力的電池儲(chǔ)能元件。將這三個(gè)部分連接在一起的則是由西門子提供的*控制系統(tǒng)。它部署在伊莎貝拉島上，包括用于管理輸入和輸出電池能量的軟件及一些其他功能。 

圖為伊莎貝拉群島上正在建設(shè)中的混合發(fā)電廠。截至2018年10月，電廠已經(jīng)投入運(yùn)行。 

一種新的生物燃料

在電廠正式投產(chǎn)前，這套系統(tǒng)不僅在厄瓜多爾的多個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目中進(jìn)行了大量測試，也在德國完成了一次模擬。2018年10月以來，該系統(tǒng)已在加拉帕戈斯項(xiàng)目中全面運(yùn)作。在項(xiàng)目中，對(duì)重達(dá)600噸的機(jī)械和建筑材料進(jìn)行安裝是一項(xiàng)繁重的任務(wù)。這是因?yàn)樵谝辽惱瓖u上沒有可供船只停靠的碼頭或防波堤。 

新的混合發(fā)電廠已經(jīng)對(duì)島上的環(huán)境帶來了巨大的益處。由于它無需像過去的舊廠一樣每月燃燒33000升柴油，在10月，這座新發(fā)電廠不僅將二氧化碳排放量減少了88噸，還省去了一次燃料運(yùn)輸。此外，新廠的噪音要小得多。它的噪音相比舊廠平均減少30分貝。舊廠和新廠之間的區(qū)別就好像電鋸聲和竊竊私語之間的區(qū)別。同時(shí)，電廠也具有很高的可靠性，能夠以99%的發(fā)電容量運(yùn)行。 

項(xiàng)目中生物柴油部分的一項(xiàng)創(chuàng)新是它使用了麻瘋樹果作為燃料來源。這種堅(jiān)果生長在包括厄瓜多爾在內(nèi)的幾個(gè)南美國家的熱帶地區(qū)。它的40%是油。這些油可以被加工成高質(zhì)量的生物柴油。但是，在加拉帕戈斯項(xiàng)目之前，相比其他燃料來源，這種來自堅(jiān)果的燃料還相對(duì)缺乏測試。因此，在得到終批準(zhǔn)之前，超過5000升的燃料被送往德國進(jìn)行測試。去年，整個(gè)系統(tǒng)在漢堡附近的一個(gè)模擬項(xiàng)目中進(jìn)行了為期六周的試驗(yàn)。 

這種新型混合電廠具有一定的特殊性。作為整個(gè)島能源的來源，系統(tǒng)需要具有非常高的可靠性。調(diào)試進(jìn)行得很順利。同時(shí)，由于在開發(fā)解決方案的階段就完成了大量的研發(fā)工作及長期、深入的測試，西門子能夠確?；旌习l(fā)電廠的性能達(dá)到預(yù)期。此外，相關(guān)人員還從美國得克薩斯州的*以及德國的慕尼黑對(duì)電廠進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，這讓本地運(yùn)營人員可以受益于西門子在發(fā)電領(lǐng)域的全部專業(yè)知識(shí)。 

混合發(fā)電系統(tǒng)可以成為許多面臨與加拉帕戈斯群島類似的環(huán)境和燃料供應(yīng)挑戰(zhàn)的島嶼的“解題鑰匙”。 

在厄瓜多爾馬納比省的沿岸地區(qū)已建立了一家由當(dāng)?shù)睾献骰锇楣┞毜穆榀倶涔庸S，為新的伊莎貝拉發(fā)電廠提供生物燃料。與化石燃料不同的是，這種生物燃料如果在運(yùn)輸過程中發(fā)生泄露，它的降解速度會(huì)相對(duì)較快。 

現(xiàn)在，光伏系統(tǒng)在白天產(chǎn)生的電量已經(jīng)超過了伊莎貝拉島目前的電力需求。多余的太陽能將儲(chǔ)存在電池系統(tǒng)中，不僅能讓發(fā)電機(jī)組*關(guān)閉同時(shí)確保白天的穩(wěn)定供電，還可以在陰天時(shí)給生物柴油動(dòng)力單元留出用于啟動(dòng)的時(shí)間。 

一個(gè)小型混合發(fā)電系統(tǒng)模型

西門子認(rèn)為，伊莎貝拉島混合電力系統(tǒng)的成功運(yùn)營將成為打開未來業(yè)務(wù)機(jī)會(huì)的鑰匙。加拉帕戈斯群島的其它島嶼終也可能會(huì)安裝這套系統(tǒng)。同時(shí)，由于伊莎貝拉島的電力需求正在以每年5%到10%的速度增長，它可能很快就會(huì)對(duì)這座新的電廠進(jìn)行擴(kuò)建。 

在厄瓜多爾之外，加勒比和太平洋島嶼等地的市場也潛力巨大。這些島嶼面臨著與加拉帕戈斯群島類似的環(huán)境與燃料供應(yīng)挑戰(zhàn)。而對(duì)于相對(duì)獨(dú)立的叢林城市或大規(guī)模的采礦項(xiàng)目，或任何使用高污染柴油作為發(fā)電主要燃料的地方，情況也是如此。

S7-300PLC概述

模塊化中型 PLC 系統(tǒng)，滿足中、小規(guī)模的控制要求

各種性能的模塊可以非常好地滿足和適應(yīng)自動(dòng)化控制任務(wù)

簡單實(shí)用的分布式結(jié)構(gòu)和通用的網(wǎng)絡(luò)能力，使得應(yīng)用十分靈活

無風(fēng)扇設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，使用戶的維護(hù)更加簡便

當(dāng)控制任務(wù)增加時(shí)，可自由擴(kuò)展

大量的集成功能使它功能非常強(qiáng)勁

S7-300的通用技術(shù)規(guī)范

防護(hù)等級(jí)：IP20，符合IEC60529

環(huán)境溫度

水平安裝：0-60ºC

垂直安裝：0-40ºC

相對(duì)濕度：5-95%，無凝結(jié)(RH等級(jí)2，符合IEC61131-2)

大氣壓：795-1080hPa

隔離

24VDC電路：測試電壓500VDC

230VAC電路：測試電壓1460VAC

電磁兼容性

符合EMC規(guī)程的要求

噪聲抑制，符合IEC61000-6-2，

測試符合：IEC61000-4-2，61000-4-3，IEC61000-4-4，IEC61000-4-5，IEC61000-4-6

輻射干擾符合EN50081-2

測試符合EN55011，*，第1組

機(jī)械等級(jí)：IEC60068，Part2-6/10up58Hz;

振動(dòng)，測試條件符合：恒定振幅0.075mm;

沖擊測試符合：

58-150Hz;

恒定加速度1g;

振動(dòng)周期：在三個(gè)互相垂直軸的每個(gè)方向上，每根軸為10個(gè)振動(dòng)周期。

IEC60068，Part2-27/半波：沖擊強(qiáng)度15g(峰值)，持續(xù)時(shí)間11ms