電梯轎廂壓電地板項(xiàng)目報(bào)告

報(bào)告簡(jiǎn)介目錄一、行業(yè)現(xiàn)狀 4二、市場(chǎng)背景 5三、政策背景 8四、市場(chǎng)痛點(diǎn) 11五、產(chǎn)品介紹 13六、解決方案 14八、競(jìng)品分析 17九.未來(lái)發(fā)展 18十、結(jié)束語(yǔ) 19一、行業(yè)現(xiàn)狀目前電梯行業(yè)目前已經(jīng)進(jìn)入了成熟期階段，品種齊全、價(jià)位逐年下降、產(chǎn)能過(guò)剩，尤其是中低端產(chǎn)品，同質(zhì)化情況較為嚴(yán)重，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，行業(yè)內(nèi)洗牌行動(dòng)已經(jīng)開始。由于新增電梯的數(shù)量急劇上升和老齡化電梯數(shù)量的大幅增加，服務(wù)業(yè)的能力不足問題仍然未得到緩解。同時(shí)，依托城鎮(zhèn)化需求和出口增加，電梯老齡化的自然淘汰和政策及安全標(biāo)準(zhǔn)頒布將加速淘汰進(jìn)程，為電梯產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了剛性需求，行業(yè)內(nèi)產(chǎn)品、技術(shù)更新改造領(lǐng)域發(fā)展速度較快。所以目前急需新的節(jié)能電梯問世。目前市場(chǎng)上存在的節(jié)能減排產(chǎn)品圖1.1（1）上海首臺(tái)太陽(yáng)能光伏發(fā)電電梯加裝成功，居民有望不支付電費(fèi)。與普通的電梯相比,太陽(yáng)能電梯既省電又與普通電梯在性能上不相上下。以一臺(tái)5層樓的電梯為例,與普通電梯相比,算上計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),一臺(tái)太陽(yáng)能電梯要貴4至5萬(wàn)元。但是,這樣一臺(tái)太陽(yáng)能電梯,每年能為使用方省下1萬(wàn)度電。使用3年,就能把差價(jià)賺回來(lái)了?！皼r且,現(xiàn)在使用太陽(yáng)能電梯,國(guó)家有一定的補(bǔ)助政策，但它的局限性很高如遇雨雪陰天將無(wú)法發(fā)揮它的功能。詳見圖1.1圖1.1（2）目前高樓層很少一部分使用能量回饋電梯，能量回饋單元應(yīng)用于垂直升降電梯，將電梯運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的再生能量回收到電網(wǎng)，重新利用。一般節(jié)電率在20~45%之間。IPC-電梯能量回饋單元安裝非常簡(jiǎn)單。不改變電梯原有的控制方式，并且與電梯原來(lái)的系統(tǒng)“互為冗余”，確保電梯安全運(yùn)行。詳見圖1.2此類電梯不受歡迎的主要一點(diǎn)是反饋到電網(wǎng)里的電脈沖頻率可能會(huì)不一樣，所以有可能對(duì)電網(wǎng)造成影響。還有一點(diǎn)價(jià)格高，國(guó)家沒有直接政策支持。圖1.2電梯能量回饋單元二、市場(chǎng)背景智能化，綠色能源的電梯需求量也在逐漸上升。詳見圖2.1圖2.12016-2026年中國(guó)電梯行業(yè)電梯換裝需求走勢(shì)當(dāng)前電梯地板市場(chǎng)并未存在帶有發(fā)電材料的多功能壓電地板，下圖為現(xiàn)有電梯市場(chǎng)中電梯地板的常用品種。我們的產(chǎn)品有望彌補(bǔ)當(dāng)前市場(chǎng)的空白。詳見圖2.2。 圖2.2（2）通過(guò)查閱中國(guó)知網(wǎng)文獻(xiàn)得知，自2011年到2020年電梯行業(yè)產(chǎn)量逐年增加，產(chǎn)品市場(chǎng)巨大。除此之外，電梯的保有量也呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，轎廂地板更換更為頻繁，行業(yè)現(xiàn)有電梯地板種類多樣，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力大，需求量也同樣巨大。詳見圖2.3圖2.3電梯的保有量通過(guò)繪制折線圖和散點(diǎn)圖可得知未來(lái)電梯市場(chǎng)依舊巨大，并且可以預(yù)測(cè)2023年中國(guó)電梯保養(yǎng)量（含扶梯，垂直電梯等）可達(dá)到1000萬(wàn)臺(tái)。詳見圖2.42011-2020電梯的保有量及產(chǎn)量預(yù)測(cè)（3）電梯的綠色節(jié)能方式太少，能量消耗過(guò)大在驅(qū)動(dòng)工況下，除待機(jī)工況下的消耗外，電梯消耗的電能還包括以下幾個(gè)方面：1.關(guān)門功耗2.變頻裝置損耗3.曳引機(jī)損耗4.曳引系統(tǒng)產(chǎn)生的損耗電梯不是持續(xù)工作的，待機(jī)時(shí)間通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于轎廂上下運(yùn)行的時(shí)間，所以待機(jī)工況的耗電不但不可忽略，而且會(huì)有相當(dāng)大的損耗。在待機(jī)工況下，電梯所消耗的電能一部分消耗在機(jī)房、轎廂和層站內(nèi)的控制和顯示電路中，另一部分消耗在轎廂照明和排風(fēng)設(shè)施上。曾經(jīng)做過(guò)一組測(cè)試，使同一部型號(hào)為奧的斯18ATF的電梯分別在0%、25%、50%、75%、100%的載荷下進(jìn)行工作，來(lái)回往返十次，測(cè)試電梯的耗電情況。測(cè)試結(jié)果表明，電梯在空載和滿載的情況下的耗電量超過(guò)了半載時(shí)耗電量的一倍，而電梯空載滿載的幾率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于半載。因此，一種可以實(shí)現(xiàn)在空滿載時(shí)更加節(jié)能的電梯節(jié)能方式，在節(jié)約型社會(huì)進(jìn)程中越發(fā)顯得重要了。三、政策背景在今年兩會(huì)上，全國(guó)人大代表、北京億華通科技股份有限公司董事長(zhǎng)張國(guó)強(qiáng)特別關(guān)注我國(guó)新能源開發(fā)及利用的話題，他希望國(guó)家相關(guān)部門能強(qiáng)化對(duì)新能源的政策支持。詳見圖表3.1圖3.1清潔能源相關(guān)政策圖3.1清潔能源相關(guān)政策《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》明確提出修改可再生能源法。其中，完善可再生能源規(guī)劃的落實(shí)措施、強(qiáng)化支持可再生能源技術(shù)創(chuàng)新、增加支持電網(wǎng)規(guī)劃修編及新能源配套送出工程建設(shè)的規(guī)定、補(bǔ)充可再生能源用地支持措施等主要建議，建議國(guó)務(wù)院有關(guān)部門在研究論證中認(rèn)真研究采納。詳見圖表3.2圖3.2清潔能源相關(guān)政策堅(jiān)持把發(fā)展經(jīng)濟(jì)的著力點(diǎn)放在實(shí)體經(jīng)濟(jì)上，推進(jìn)新型工業(yè)化，加快建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)、質(zhì)量強(qiáng)國(guó)、航天強(qiáng)國(guó)、交通強(qiáng)國(guó)、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)。代表們表示，要把實(shí)體經(jīng)濟(jì)特別是制造業(yè)做實(shí)做優(yōu)做強(qiáng)，加快建設(shè)創(chuàng)新引領(lǐng)、協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)體系。詳見圖表3.3圖3.3清潔能源相關(guān)政策四、市場(chǎng)痛點(diǎn)一般電梯運(yùn)行成本如圖4.1所示，從一般電梯運(yùn)行成本構(gòu)成中可看出電梯存在以下3個(gè)主要問題：電梯能耗高：設(shè)備對(duì)電能需求量大。根據(jù)公式Lift=(K1×K2×K3×H×F×P)/(V×3600)+Energy，假設(shè)以每臺(tái)電梯平均每天用電量為66度，每天運(yùn)行6小時(shí)，則該電梯一年所需的電費(fèi)約為：12000元。需選裝備用電源：無(wú)法保證每部電梯都有備用電源。按照國(guó)家民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范要求，10層以上的民用住宅建筑應(yīng)該按照二類電氣負(fù)荷設(shè)計(jì)，即應(yīng)具備雙電源，但卻沒有明確法律明文規(guī)定電梯必須安裝備用電源，所以一般電梯只能選裝應(yīng)急電源。根據(jù)資料查詢奧的斯的備用電源價(jià)格高達(dá)12599元，昂貴的價(jià)格也是眾多小區(qū)沒有選裝的主要原因之一。兒童安全問題：兒童獨(dú)自乘坐電梯仍有危險(xiǎn)。杭州的案例表明把幼兒遺留或私自跑進(jìn)電梯中發(fā)生事故的可能。另一個(gè)案例也說(shuō)明了兒童單獨(dú)在電梯中更容易發(fā)生事故，兒童的安全問題是全社會(huì)都關(guān)心的問題，只有將安全問題解決，電梯才能發(fā)揮應(yīng)有效率。電梯目前還存在許多問題，技術(shù)老化、電梯間笨重、潤(rùn)滑劑對(duì)環(huán)境有害、經(jīng)濟(jì)成本高等。一棟典型的摩天大樓里，將重達(dá)30多噸的電梯提升起來(lái)需要的能耗十分龐大。樓層越高，需要的電梯井越多，每一個(gè)電梯井都需要有自己的馬達(dá)，特別高的高層建筑通常還需要在一樓和屋頂之間有一個(gè)空中大廳。事實(shí)上，電梯通常占建筑物能源使用的5%～10%，包括各種建材設(shè)施（室內(nèi)油漆、地毯、控制面板、照明、通風(fēng)系統(tǒng)）以及用于操控電梯間本身的機(jī)械系統(tǒng)。對(duì)此我們重點(diǎn)針對(duì)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)成本高的問題展開創(chuàng)新。詳見圖4.1圖4.1電梯運(yùn)行成本構(gòu)成五、產(chǎn)品介紹該產(chǎn)品將采用新型壓電材料制成的發(fā)電板，可以將電梯的總體用電量下降，降低了碳排放，實(shí)現(xiàn)綠色運(yùn)行。出現(xiàn)斷電情況時(shí)，電梯可以啟動(dòng)備用電源，將電梯安全的?？康阶罱钠綄?。對(duì)于幼兒?jiǎn)为?dú)進(jìn)入電梯，也有了解決方案，在體重15kg以下的人或物進(jìn)入時(shí)，電梯無(wú)法運(yùn)行，盡可能的保護(hù)好幼兒的人身安全。在電梯轎廂地板同等厚度的情況下，該產(chǎn)品將采用3mmPVC地板為第一層+2mm壓電陶瓷制成的發(fā)電板組成轎廂地板，會(huì)比采用9mm大理石地板的電梯重量更輕，性能更好，且每年節(jié)約的電費(fèi)是一筆非常可觀的數(shù)字。本產(chǎn)品中使用逆變器見圖5.1，它將壓電地板產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，達(dá)到給電梯供電運(yùn)行的目的。而壓電地板突破傳統(tǒng)地板局限，功能更加豐富，綠色環(huán)保節(jié)能省電.圖5.1逆變器當(dāng)應(yīng)急電源電量低于20%時(shí)總電源會(huì)給應(yīng)急電源充電直至到達(dá)45%；當(dāng)備用電源達(dá)到50%會(huì)給電梯轎廂內(nèi)供電；當(dāng)備用電源達(dá)到75%時(shí)會(huì)給電機(jī)供電見圖5.2。圖5.2產(chǎn)品流程圖六、解決方案針對(duì)一般電梯運(yùn)行存在的三個(gè)痛點(diǎn)問題，提出了針對(duì)性解決問題：針對(duì)高耗能痛點(diǎn)：該方案將會(huì)用壓電陶瓷材料（圖6.1）發(fā)電板添加到轎廂地板下面。由于壓電材料發(fā)生形變同時(shí)產(chǎn)生壓電效應(yīng)，然后將由機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的能量收集至機(jī)房?jī)?nèi)的蓄電池中。最后電梯運(yùn)行的能源將由蓄圖6.1壓電陶瓷原料電池和主電源同時(shí)提供，以達(dá)到減少能源消耗和綠色運(yùn)行的目的。三角形地板排列會(huì)比四邊形電排列的地板產(chǎn)生電量會(huì)高出1.5倍致2倍。我們計(jì)算得出當(dāng)轎廂面積為2.4m2時(shí)如果按照正方形的排列需要392個(gè)壓電陶瓷，一天產(chǎn)電量大概是6.7kw，現(xiàn)在換成我們這樣三角形排列只需要272個(gè)壓電陶瓷，產(chǎn)電量為17.9kw，并且成本上節(jié)約了2000元的費(fèi)用。圖6.2壓電地板塊2.針對(duì)需要選裝電源問題該方案會(huì)采用一個(gè)12kw的蓄電池見圖6.4，產(chǎn)生的電能將會(huì)用于電梯的運(yùn)行以及發(fā)生斷電情況下電梯自動(dòng)尋找最近的一個(gè)平層，將乘客安全送出的功能。同時(shí)蓄電池組體積小，安裝方便，價(jià)格更是比選裝便宜很多。此應(yīng)急電源擁有一個(gè)軟件專利，它具有消防聯(lián)動(dòng)功能，可根據(jù)遙控通訊連接消防設(shè)施。其負(fù)荷工作能力強(qiáng)，它不僅可以顯示簡(jiǎn)單的應(yīng)急照明供電系統(tǒng)，還可以顯示混合動(dòng)力負(fù)載的開關(guān)電源，如電梯轎廂等。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，電梯轎廂可以顯示快速逃生方法。圖6.412kw蓄電池組它可以維持負(fù)載、短路故障、斷電、過(guò)壓等風(fēng)險(xiǎn)情況。因此，它又被稱為消防應(yīng)急電源，在消防安全水平中具有特別重要的作用。EPS應(yīng)急電源選用Ups成熟階段的SPWM逆變技術(shù)、電池自檢技術(shù)、優(yōu)秀的控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制通信能力等。只有在必要時(shí)，才能為各種負(fù)載提供可靠、穩(wěn)定、安全的開關(guān)電源。3.針對(duì)智能化程度低問題對(duì)于兒童獨(dú)自乘坐電梯的問題，該方案會(huì)在電梯轎廂下裝上壓電式壓力傳感器（PVDF材料），如若測(cè)出重量小于15kg，并且轎廂內(nèi)1分鐘沒有出現(xiàn)操作，電梯將自動(dòng)返回基層。圖6.54M智能傳感器圖6.6富士壓電陶瓷八、競(jìng)品分析本產(chǎn)品的競(jìng)品是一般垂直電梯，分別選取了其中的代表進(jìn)行競(jìng)品分析，分析結(jié)果如下表所示。表8.1多功能壓電地板電梯與競(jìng)品分析經(jīng)分析后的發(fā)現(xiàn)，本產(chǎn)品在能耗、安全性、智能化程度方面都具有較大優(yōu)勢(shì)，而且性價(jià)比高于競(jìng)品。目前中國(guó)舊樓改造項(xiàng)目不斷推進(jìn)，舊樓所需的電梯也在不斷上升。在改造舊樓可與電梯捆綁銷售，在老電梯改造中可加裝此產(chǎn)品做到節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本，減少事故發(fā)生幾率。`圖8.2中國(guó)舊樓改造基本設(shè)施九.未來(lái)發(fā)展在未來(lái)，我們將預(yù)計(jì)2024年運(yùn)營(yíng)模式推廣至肥西縣其他合作開發(fā)區(qū)企業(yè)，帶動(dòng)研發(fā)生產(chǎn)、安裝調(diào)試人員就業(yè)達(dá)百余人；直接帶動(dòng)就業(yè)40人，專業(yè)對(duì)口率95%以上；到2025年將運(yùn)營(yíng)模式拓展至更多安徽省開發(fā)區(qū)地區(qū)，到那時(shí)可以間接帶動(dòng)就業(yè)超過(guò)5000人；推動(dòng)建成10多個(gè)代加工廠；到2027年以安徽江蘇為中心節(jié)點(diǎn)，將模式推廣至全國(guó)各開發(fā)區(qū)地區(qū)，間接帶動(dòng)就業(yè)十萬(wàn)余人；推動(dòng)建成100個(gè)代加工廠；多功能壓電地板，利用綠色智慧能源，推動(dòng)電梯行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，跟隨時(shí)代與黨