电梯轿厢压电地板项目报告

报告简介目录一、行业现状 4二、市场背景 5三、政策背景 8四、市场痛点 11五、产品介绍 13六、解决方案 14八、竞品分析 17九.未来发展 18十、结束语 19一、行业现状目前电梯行业目前已经进入了成熟期阶段，品种齐全、价位逐年下降、产能过剩，尤其是中低端产品，同质化情况较为严重，行业竞争更加激烈，行业内洗牌行动已经开始。由于新增电梯的数量急剧上升和老龄化电梯数量的大幅增加，服务业的能力不足问题仍然未得到缓解。同时，依托城镇化需求和出口增加，电梯老龄化的自然淘汰和政策及安全标准颁布将加速淘汰进程，为电梯产业发展提供了刚性需求，行业内产品、技术更新改造领域发展速度较快。所以目前急需新的节能电梯问世。目前市场上存在的节能减排产品图1.1（1）上海首台太阳能光伏发电电梯加装成功，居民有望不支付电费。与普通的电梯相比,太阳能电梯既省电又与普通电梯在性能上不相上下。以一台5层楼的电梯为例,与普通电梯相比,算上计算机控制系统,一台太阳能电梯要贵4至5万元。但是,这样一台太阳能电梯,每年能为使用方省下1万度电。使用3年,就能把差价赚回来了。“况且,现在使用太阳能电梯,国家有一定的补助政策，但它的局限性很高如遇雨雪阴天将无法发挥它的功能。详见图1.1图1.1（2）目前高楼层很少一部分使用能量回馈电梯，能量回馈单元应用于垂直升降电梯，将电梯运行过程中产生的再生能量回收到电网，重新利用。一般节电率在20~45%之间。IPC-电梯能量回馈单元安装非常简单。不改变电梯原有的控制方式，并且与电梯原来的系统“互为冗余”，确保电梯安全运行。详见图1.2此类电梯不受欢迎的主要一点是反馈到电网里的电脉冲频率可能会不一样，所以有可能对电网造成影响。还有一点价格高，国家没有直接政策支持。图1.2电梯能量回馈单元二、市场背景智能化，绿色能源的电梯需求量也在逐渐上升。详见图2.1图2.12016-2026年中国电梯行业电梯换装需求走势当前电梯地板市场并未存在带有发电材料的多功能压电地板，下图为现有电梯市场中电梯地板的常用品种。我们的产品有望弥补当前市场的空白。详见图2.2。 图2.2（2）通过查阅中国知网文献得知，自2011年到2020年电梯行业产量逐年增加，产品市场巨大。除此之外，电梯的保有量也呈现上升趋势，轿厢地板更换更为频繁，行业现有电梯地板种类多样，市场竞争压力大，需求量也同样巨大。详见图2.3图2.3电梯的保有量通过绘制折线图和散点图可得知未来电梯市场依旧巨大，并且可以预测2023年中国电梯保养量（含扶梯，垂直电梯等）可达到1000万台。详见图2.42011-2020电梯的保有量及产量预测（3）电梯的绿色节能方式太少，能量消耗过大在驱动工况下，除待机工况下的消耗外，电梯消耗的电能还包括以下几个方面：1.关门功耗2.变频装置损耗3.曳引机损耗4.曳引系统产生的损耗电梯不是持续工作的，待机时间通常远远大于轿厢上下运行的时间，所以待机工况的耗电不但不可忽略，而且会有相当大的损耗。在待机工况下，电梯所消耗的电能一部分消耗在机房、轿厢和层站内的控制和显示电路中，另一部分消耗在轿厢照明和排风设施上。曾经做过一组测试，使同一部型号为奥的斯18ATF的电梯分别在0%、25%、50%、75%、100%的载荷下进行工作，来回往返十次，测试电梯的耗电情况。测试结果表明，电梯在空载和满载的情况下的耗电量超过了半载时耗电量的一倍，而电梯空载满载的几率远远大于半载。因此，一种可以实现在空满载时更加节能的电梯节能方式，在节约型社会进程中越发显得重要了。三、政策背景在今年两会上，全国人大代表、北京亿华通科技股份有限公司董事长张国强特别关注我国新能源开发及利用的话题，他希望国家相关部门能强化对新能源的政策支持。详见图表3.1图3.1清洁能源相关政策图3.1清洁能源相关政策《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》明确提出修改可再生能源法。其中，完善可再生能源规划的落实措施、强化支持可再生能源技术创新、增加支持电网规划修编及新能源配套送出工程建设的规定、补充可再生能源用地支持措施等主要建议，建议国务院有关部门在研究论证中认真研究采纳。详见图表3.2图3.2清洁能源相关政策坚持把发展经济的着力点放在实体经济上，推进新型工业化，加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国。代表们表示，要把实体经济特别是制造业做实做优做强，加快建设创新引领、协同发展的产业体系。详见图表3.3图3.3清洁能源相关政策四、市场痛点一般电梯运行成本如图4.1所示，从一般电梯运行成本构成中可看出电梯存在以下3个主要问题：电梯能耗高：设备对电能需求量大。根据公式Lift=(K1×K2×K3×H×F×P)/(V×3600)+Energy，假设以每台电梯平均每天用电量为66度，每天运行6小时，则该电梯一年所需的电费约为：12000元。需选装备用电源：无法保证每部电梯都有备用电源。按照国家民用建筑电气设计规范要求，10层以上的民用住宅建筑应该按照二类电气负荷设计，即应具备双电源，但却没有明确法律明文规定电梯必须安装备用电源，所以一般电梯只能选装应急电源。根据资料查询奥的斯的备用电源价格高达12599元，昂贵的价格也是众多小区没有选装的主要原因之一。儿童安全问题：儿童独自乘坐电梯仍有危险。杭州的案例表明把幼儿遗留或私自跑进电梯中发生事故的可能。另一个案例也说明了儿童单独在电梯中更容易发生事故，儿童的安全问题是全社会都关心的问题，只有将安全问题解决，电梯才能发挥应有效率。电梯目前还存在许多问题，技术老化、电梯间笨重、润滑剂对环境有害、经济成本高等。一栋典型的摩天大楼里，将重达30多吨的电梯提升起来需要的能耗十分庞大。楼层越高，需要的电梯井越多，每一个电梯井都需要有自己的马达，特别高的高层建筑通常还需要在一楼和屋顶之间有一个空中大厅。事实上，电梯通常占建筑物能源使用的5%～10%，包括各种建材设施（室内油漆、地毯、控制面板、照明、通风系统）以及用于操控电梯间本身的机械系统。对此我们重点针对运行经济成本高的问题展开创新。详见图4.1图4.1电梯运行成本构成五、产品介绍该产品将采用新型压电材料制成的发电板，可以将电梯的总体用电量下降，降低了碳排放，实现绿色运行。出现断电情况时，电梯可以启动备用电源，将电梯安全的停靠到最近的平层。对于幼儿单独进入电梯，也有了解决方案，在体重15kg以下的人或物进入时，电梯无法运行，尽可能的保护好幼儿的人身安全。在电梯轿厢地板同等厚度的情况下，该产品将采用3mmPVC地板为第一层+2mm压电陶瓷制成的发电板组成轿厢地板，会比采用9mm大理石地板的电梯重量更轻，性能更好，且每年节约的电费是一笔非常可观的数字。本产品中使用逆变器见图5.1，它将压电地板产生的直流电转换为交流电，达到给电梯供电运行的目的。而压电地板突破传统地板局限，功能更加丰富，绿色环保节能省电.图5.1逆变器当应急电源电量低于20%时总电源会给应急电源充电直至到达45%；当备用电源达到50%会给电梯轿厢内供电；当备用电源达到75%时会给电机供电见图5.2。图5.2产品流程图六、解决方案针对一般电梯运行存在的三个痛点问题，提出了针对性解决问题：针对高耗能痛点：该方案将会用压电陶瓷材料（图6.1）发电板添加到轿厢地板下面。由于压电材料发生形变同时产生压电效应，然后将由机械能转换成电能的能量收集至机房内的蓄电池中。最后电梯运行的能源将由蓄图6.1压电陶瓷原料电池和主电源同时提供，以达到减少能源消耗和绿色运行的目的。三角形地板排列会比四边形电排列的地板产生电量会高出1.5倍致2倍。我们计算得出当轿厢面积为2.4m²时如果按照正方形的排列需要392个压电陶瓷，一天产电量大概是6.7kw，现在换成我们这样三角形排列只需要272个压电陶瓷，产电量为17.9kw，并且成本上节约了2000元的费用。图6.2压电地板块2.针对需要选装电源问题该方案会采用一个12kw的蓄电池见图6.4，产生的电能将会用于电梯的运行以及发生断电情况下电梯自动寻找最近的一个平层，将乘客安全送出的功能。同时蓄电池组体积小，安装方便，价格更是比选装便宜很多。此应急电源拥有一个软件专利，它具有消防联动功能，可根据遥控通讯连接消防设施。其负荷工作能力强，它不仅可以显示简单的应急照明供电系统，还可以显示混合动力负载的开关电源，如电梯轿厢等。当发生火灾事故时，电梯轿厢可以显示快速逃生方法。图6.412kw蓄电池组它可以维持负载、短路故障、断电、过压等风险情况。因此，它又被称为消防应急电源，在消防安全水平中具有特别重要的作用。EPS应急电源选用Ups成熟阶段的SPWM逆变技术、电池自检技术、优秀的控制系统和远程控制通信能力等。只有在必要时，才能为各种负载提供可靠、稳定、安全的开关电源。3.针对智能化程度低问题对于儿童独自乘坐电梯的问题，该方案会在电梯轿厢下装上压电式压力传感器（PVDF材料），如若测出重量小于15kg，并且轿厢内1分钟没有出现操作，电梯将自动返回基层。图6.54M智能传感器图6.6富士压电陶瓷八、竞品分析本产品的竞品是一般垂直电梯，分别选取了其中的代表进行竞品分析，分析结果如下表所示。表8.1多功能压电地板电梯与竞品分析经分析后的发现，本产品在能耗、安全性、智能化程度方面都具有较大优势，而且性价比高于竞品。目前中国旧楼改造项目不断推进，旧楼所需的电梯也在不断上升。在改造旧楼可与电梯捆绑销售，在老电梯改造中可加装此产品做到节省运营成本，减少事故发生几率。`图8.2中国旧楼改造基本设施九.未来发展在未来，我们将预计2024年运营模式推广至肥西县其他合作开发区企业，带动研发生产、安装调试人员就业达百余人；直接带动就业40人，专业对口率95%以上；到2025年将运营模式拓展至更多安徽省开发区地区，到那时可以间接带动就业超过5000人；推动建成10多个代加工厂；到2027年以安徽江苏为中心节点，将模式推广至全国各开发区地区，间接带动就业十万余人；推动建成100个代加工厂；多功能压电地板，利用绿色智慧能源，推动电梯行业的可持续发展，跟随时代与党