電梯轎廂壓電地板項目報告

報告簡介目錄一、行業(yè)現(xiàn)狀 4二、市場背景 5三、政策背景 8四、市場痛點 11五、產(chǎn)品介紹 13六、解決方案 14八、競品分析 17九.未來發(fā)展 18十、結(jié)束語 19一、行業(yè)現(xiàn)狀目前電梯行業(yè)目前已經(jīng)進入了成熟期階段，品種齊全、價位逐年下降、產(chǎn)能過剩，尤其是中低端產(chǎn)品，同質(zhì)化情況較為嚴(yán)重，行業(yè)競爭更加激烈，行業(yè)內(nèi)洗牌行動已經(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，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。目前市場上存在的節(jié)能減排產(chǎn)品圖1.1（1）上海首臺太陽能光伏發(fā)電電梯加裝成功，居民有望不支付電費。與普通的電梯相比,太陽能電梯既省電又與普通電梯在性能上不相上下。以一臺5層樓的電梯為例,與普通電梯相比,算上計算機控制系統(tǒng),一臺太陽能電梯要貴4至5萬元。但是,這樣一臺太陽能電梯,每年能為使用方省下1萬度電。使用3年,就能把差價賺回來了?！皼r且,現(xiàn)在使用太陽能電梯,國家有一定的補助政策，但它的局限性很高如遇雨雪陰天將無法發(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，將電梯運行過程中產(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單。不改變電梯原有的控制方式，并且與電梯原來的系統(tǒng)“互為冗余”，確保電梯安全運行。詳見圖1.2此類電梯不受歡迎的主要一點是反饋到電網(wǎng)里的電脈沖頻率可能會不一樣，所以有可能對電網(wǎng)造成影響。還有一點價格高，國家沒有直接政策支持。圖1.2電梯能量回饋單元二、市場背景智能化，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年中國電梯行業(yè)電梯換裝需求走勢當(dāng)前電梯地板市場并未存在帶有發(fā)電材料的多功能壓電地板，下圖為現(xiàn)有電梯市場中電梯地板的常用品種。我們的產(chǎn)品有望彌補當(dāng)前市場的空白。詳見圖2.2。 圖2.2（2）通過查閱中國知網(wǎng)文獻得知，自2011年到2020年電梯行業(yè)產(chǎn)量逐年增加，產(chǎn)品市場巨大。除此之外，電梯的保有量也呈現(xiàn)上升趨勢，轎廂地板更換更為頻繁，行業(yè)現(xiàn)有電梯地板種類多樣，市場競爭壓力大，需求量也同樣巨大。詳見圖2.3圖2.3電梯的保有量通過繪制折線圖和散點圖可得知未來電梯市場依舊巨大，并且可以預(yù)測2023年中國電梯保養(yǎng)量（含扶梯，垂直電梯等）可達到1000萬臺。詳見圖2.42011-2020電梯的保有量及產(chǎn)量預(yù)測（3）電梯的綠色節(jié)能方式太少，能量消耗過大在驅(qū)動工況下，除待機工況下的消耗外，電梯消耗的電能還包括以下幾個方面：1.關(guān)門功耗2.變頻裝置損耗3.曳引機損耗4.曳引系統(tǒng)產(chǎn)生的損耗電梯不是持續(xù)工作的，待機時間通常遠遠大于轎廂上下運行的時間，所以待機工況的耗電不但不可忽略，而且會有相當(dāng)大的損耗。在待機工況下，電梯所消耗的電能一部分消耗在機房、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)做過一組測試，使同一部型號為奧的斯18ATF的電梯分別在0%、25%、50%、75%、100%的載荷下進行工作，來回往返十次，測試電梯的耗電情況。測試結(jié)果表明，電梯在空載和滿載的情況下的耗電量超過了半載時耗電量的一倍，而電梯空載滿載的幾率遠遠大于半載。因此，一種可以實現(xiàn)在空滿載時更加節(jié)能的電梯節(jié)能方式，在節(jié)約型社會進程中越發(fā)顯得重要了。三、政策背景在今年兩會上，全國人大代表、北京億華通科技股份有限公司董事長張國強特別關(guān)注我國新能源開發(fā)及利用的話題，他希望國家相關(guān)部門能強化對新能源的政策支持。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)劃的落實措施、強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、補充可再生能源用地支持措施等主要建議，建議國務(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)政策堅持把發(fā)展經(jīng)濟的著力點放在實體經(jīng)濟上，推進新型工業(yè)化，加快建設(shè)制造強國、質(zhì)量強國、航天強國、交通強國、網(wǎng)絡(luò)強國、數(shù)字中國。代表們表示，要把實體經(jīng)濟特別是制造業(yè)做實做優(yōu)做強，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、市場痛點一般電梯運行成本如圖4.1所示，從一般電梯運行成本構(gòu)成中可看出電梯存在以下3個主要問題：電梯能耗高：設(shè)備對電能需求量大。根據(jù)公式Lift=(K1×K2×K3×H×F×P)/(V×3600)+Energy，假設(shè)以每臺電梯平均每天用電量為66度，每天運行6小時，則該電梯一年所需的電費約為：12000元。需選裝備用電源：無法保證每部電梯都有備用電源。按照國家民用建筑電氣設(shè)計規(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，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格高達12599元，昂貴的價格也是眾多小區(qū)沒有選裝的主要原因之一。兒童安全問題：兒童獨自乘坐電梯仍有危險。杭州的案例表明把幼兒遺留或私自跑進電梯中發(fā)生事故的可能。另一個案例也說明了兒童單獨在電梯中更容易發(fā)生事故，兒童的安全問題是全社會都關(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、潤滑劑對環(huán)境有害、經(jīng)濟成本高等。一棟典型的摩天大樓里，將重達30多噸的電梯提升起來需要的能耗十分龐大。樓層越高，需要的電梯井越多，每一個電梯井都需要有自己的馬達，特別高的高層建筑通常還需要在一樓和屋頂之間有一個空中大廳。事實上，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械系統(tǒng)。對此我們重點針對運行經(jīng)濟成本高的問題展開創(chuàng)新。詳見圖4.1圖4.1電梯運行成本構(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，實現(xiàn)綠色運行。出現(xiàn)斷電情況時，電梯可以啟動備用電源，將電梯安全的?？康阶罱钠綄?。對于幼兒單獨進入電梯，也有了解決方案，在體重15kg以下的人或物進入時，電梯無法運行，盡可能的保護好幼兒的人身安全。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)約的電費是一筆非?？捎^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，達到給電梯供電運行的目的。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%時總電源會給應(yīng)急電源充電直至到達45%；當(dāng)備用電源達到50%會給電梯轎廂內(nèi)供電；當(dāng)備用電源達到75%時會給電機供電見圖5.2。圖5.2產(chǎn)品流程圖六、解決方案針對一般電梯運行存在的三個痛點問題，提出了針對性解決問題：針對高耗能痛點：該方案將會用壓電陶瓷材料（圖6.1）發(fā)電板添加到轎廂地板下面。由于壓電材料發(fā)生形變同時產(chǎn)生壓電效應(yīng)，然后將由機械能轉(zhuǎn)換成電能的能量收集至機房內(nèi)的蓄電池中。最后電梯運行的能源將由蓄圖6.1壓電陶瓷原料電池和主電源同時提供，以達到減少能源消耗和綠色運行的目的。三角形地板排列會比四邊形電排列的地板產(chǎn)生電量會高出1.5倍致2倍。我們計算得出當(dāng)轎廂面積為2.4m2時如果按照正方形的排列需要392個壓電陶瓷，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個壓電陶瓷，產(chǎn)電量為17.9kw，并且成本上節(jié)約了2000元的費用。圖6.2壓電地板塊2.針對需要選裝電源問題該方案會采用一個12kw的蓄電池見圖6.4，產(chǎn)生的電能將會用于電梯的運行以及發(fā)生斷電情況下電梯自動尋找最近的一個平層，將乘客安全送出的功能。同時蓄電池組體積小，安裝方便，價格更是比選裝便宜很多。此應(yīng)急電源擁有一個軟件專利，它具有消防聯(lián)動功能，可根據(jù)遙控通訊連接消防設(shè)施。其負(fù)荷工作能力強，它不僅可以顯示簡單的應(yīng)急照明供電系統(tǒng)，還可以顯示混合動力負(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，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、過壓等風(fēng)險情況。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)和遠程控制通信能力等。只有在必要時，才能為各種負(fù)載提供可靠、穩(wěn)定、安全的開關(guān)電源。3.針對智能化程度低問題對于兒童獨自乘坐電梯的問題，該方案會在電梯轎廂下裝上壓電式壓力傳感器（PVDF材料），如若測出重量小于15kg，并且轎廂內(nèi)1分鐘沒有出現(xiàn)操作，電梯將自動返回基層。圖6.54M智能傳感器圖6.6富士壓電陶瓷八、競品分析本產(chǎn)品的競品是一般垂直電梯，分別選取了其中的代表進行競品分析，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，而且性價比高于競品。目前中國舊樓改造項目不斷推進，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)省運營成本，減少事故發(fā)生幾率。`圖8.2中國舊樓改造基本設(shè)施九.未來發(fā)展在未來，我們將預(yù)計2024年運營模式推廣至肥西縣其他合作開發(fā)區(qū)企業(yè)，帶動研發(fā)生產(chǎn)、安裝調(diào)試人員就業(yè)達百余人；直接帶動就業(yè)40人，專業(yè)對口率95%以上；到2025年將運營模式拓展至更多安徽省開發(fā)區(qū)地區(qū)，到那時可以間接帶動就業(yè)超過5000人；推動建成10多個代加工廠；到2027年以安徽江蘇為中心節(jié)點，將模式推廣至全國各開發(fā)區(qū)地區(qū)，間接帶動就業(yè)十萬余人；推動建成100個代加工廠；多功能壓電地板，利用綠色智慧能源，推動電梯行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，跟隨時代與黨