太阳能界面蒸发是利用特定结构将能量局限在光吸收层,使水分在结构表面完成蒸发。由于太阳能界面蒸发器装置结构简单、占地空间小、能量利用率高,且对运行环境要求低,受到研究者的广泛关注。目前,研究者们从光吸收体材料、热量管理、蒸发器结构等方面切入,对太阳能界面蒸发方法进行了丰富研究,然而太阳能界面蒸发方法在应用方面的研究相对较少。太阳能界面蒸汽生成方法,由于其独特优势,不仅可以应用于海水淡化领域,在其他众多领域都具有应用潜力。从水资源管理、能源供给、医疗等方面对太阳能界面蒸发方法的应用领域进行梳理,并讨论了太阳能界面蒸发的潜在应用方向。这对于丰富太阳能界面蒸发的研究范畴,推动太阳能界面蒸发在应用层面的发展,探索太阳能界面蒸发在多领域的联合应用具有重要意义。
全固态电池由正极材料、固态电解质和锂金属负极组成,锂金属负极是全固态电池的重要组成部分。锂金属负极的成功应用不仅可以提高电池能量密度和安全性能,还能降低现有电化学体系的制造成本,全面取代液态锂离子电池。但在实际的应用过程当中,锂金属负极还存在着下列难以解决的问题:锂枝晶、“死锂”粉末化、体积膨胀和抗空气氧气稳定性。针对以上的问题,综述了先进的锂金属负极研究策略,并给出了解决方案,最后提出了展望。
农村能源是发展农村经济、保障农业生产和农民生活的重要源泉,是实现我国构建新能源为主体的新型电力系统和“3060”碳中和战略目标的重要一环。首先,基于对能源互联网和农村能源助推耦合关系的分析,设计了能源互联网背景下农村能源发展的典型框架,提出了多能互补的实现方案;其次,从全产业链的角度,设计了农村能源多阶段市场化商业模式;然后,在理清农村能源开发多主体利益流动关系的基础上,以投建者为主体,构建了农村能源开发成本价值核算模型;最后,选取某一典型场景,进行成本价值实例测算及敏感性分析。结果表明:开发农村能源具有一定的难度,需充分发挥供需两侧能动性,用户侧参与需求响应,提高供需匹配度,供能侧开发全产业链,完善商业模式盈利途径。
我国退役动力电池梯次利用技术发展迅猛,作为推进我国“双碳目标”的有效途径,退役动力电池梯次利用产业化仍处于发展初级阶段,面临的政策标准体系和市场机制亟待完善。为此,立足动力电池规模化退役现状,梳理国家退役动力电池梯次利用政策顶层设计及地方出台政策,提炼我国退役动力电池梯次利用及回收的政策体系建设要点,并结合我国退役动力电池梯次利用工程应用展开分析,提出双碳目标下退役动力电池梯次利用技术发展的若干建议,为实现我国退役动力电池梯次利用回收产业化提供思路。
随着以风电、光伏为主的分布式电源的发展和直流负荷的增加,直流电网越来越受到人们的重视。相比于交流配电网,直流配电网在消纳大量可再生能源和直流负荷的同时,可以节省大量的换流环节,减小损耗并提高经济效益。该文将用于交流电网的基于三点估计法和Nataf逆变换的概率潮流计算方法与直流潮流模型相结合,提出了一种适用于含多种分布式电源直流配电网概率潮流计算的方法。将该文方法与蒙特卡洛法进行比较,当消纳新能源容量增加时三点估计法计算误差与蒙特卡洛相近,计算速度提高;同时将应用三点估计的直流潮流计算和交流潮流计算做对比,当应用于直流系统时误差呈现小于交流系统的趋势,说明了所提计算方法的精确性和有效性。
为了改善飞轮储能阵列系统网侧变换器在充放电模式下的稳态性能、减少网侧三相电流的谐波含量、加快系统的动态响应,以三相两电平电压型变换器为研究对象,提出了一种基于模型预测算法的网侧变换器改进直接功率控制策略。首先建立了网侧功率预测模型,然后根据上述预测模型计算出了相应的交流侧参考输出电压以使下一采样周期中的功率偏差为零,最后经空间矢量脉宽调制模块生成开关信号控制网侧变换器。此外,该策略采用了直流母线电压平方的外环结构,控制目标是迅速稳定直流母线电压。同时在PSCAD/EMTDC仿真平台对所提控制策略进行了验证。结果表明:与传统直接功率控制策略相比,所提控制策略不仅稳态性能优越、电能质量与预期相符,而且动态响应迅速。
大型变速变桨风力发电机组塔架减振控制对延长风电机组整机运行寿命和保障机组安全稳定运行具有十分重要意义,为此提出一种塔架阻尼器反馈控制减振方法。在对塔架受力分析及建模的基础上,建立了塔架系统的运动方程,并对塔架振动原因进行分析,得到引起振动的重要因素,通过设计塔架阻尼器反馈控制来抑制塔架振动。以某国产2 MW机组为例,通过仿真验证可知,此方法能够增加塔架一阶振动模态的阻尼,保障机组获得足够的稳定裕量,变桨距执行机构所受疲劳载荷减小,有效保障机组在额定风速以上发电时,塔架顶部的振动位移减小、塔底载荷降低,在一定程度上提高了机组寿命。
随着“碳中和”目标的提出,我国的能源利用方式需面临调整。首先,介绍了目前我国非化石能源比重为15%左右,到2050年我国非化石能源比重将达到70%左右。其次,指出除了提高非化石能源的利用比例,在某些难以脱碳的领域必须利用碳捕集与利用等技术实现碳减排。接着,文章对碳捕集与利用技术做了详细介绍,碳捕集技术分别包括二氧化碳燃烧前捕集、二氧化碳燃烧中捕集和二氧化碳燃烧后捕集;二氧化碳利用技术主要包括物理应用、化工利用、生物质利用。由于新能源电解水制氢过程实现了完全脱碳,因此新能源电解水制氢被认为是脱碳的终极路线,在实现完全脱碳生产之前还要靠碳捕集技术来兜底。
风电机组变桨系统是风电机组发生故障最频繁的部件之一,对其故障类型的精确诊断能够提高风电机组维护计划的效率。针对异步电机和行星齿轮箱的各种故障类型,提出了一项以风电机组三相电流数据为基础的多分量故障诊断方法。该方法通过深度自动编码器从三相电流数据中提取特征向量,并采用支持向量机进行故障分类。上述方法以风电机组变桨驱动器为例进行验证,实验结果表明在变负载和变转速环境下,上述方法能够实现对风电机组变桨系统故障类型的准确识别和诊断。
随着光伏发电装机快速增长,废弃光伏组件量将激增,废弃组件处理不当不但造成环境污染,还会导致资源浪费。目前,国内外光伏组件大规模报废期还未到来,组件回收行业处于起步阶段,监督管理体系还未建立,存在技术装备不成熟、回收收益低及相关政策体系不完善等问题。参考新颁布的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》分析了光伏组件回收技术的发展趋势,认为光伏组件回收技术除了要注重产品的再利用价值,更需注重处理过程中污染物和碳的排放,并提出应从全生命周期实现光伏组件的减量化、资源化和无害化发展。最后,从政策支持、技术研发和商业模式三方面提出几点建议,以期为相关人员提供参考。