向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了
广告

在系统设计中,能量储存与发电究竟哪个重要?

时间:2017-08-22 作者:Bill Schweber 阅读:
虽然发电问题往往最受到社会大众的关注,但决定如何储存能量待稍后使用也同样重要!如果你无法储存未用能量以供缺电期间利用,技术的现实以及“绿色”再生能源经济都会面临剧烈变化。

工程师们都了解,从不同来源取得能量是一件重要的事,但决定如何储存能量待稍后使用,在很多系统设计中也是同样重要的因素;甚至当能源是“免费”(当然,应该没有这种东西)的时候──例如来自于能量采集(energy harvesting)、太阳能或风力发电,几乎都一定会有两个相关联的议题:储存未用的多余能量,以及那些能量的传输。oAVEETC-电子工程专辑

虽然发电问题往往最受到社会大众的关注(例如近期发生的台湾缺电危机),但上述伴随而来的两个问题同样重要;如果你无法储存未用能量以供缺电期间利用,技术的现实以及“绿色”再生能源经济都会面临剧烈变化。oAVEETC-电子工程专辑

当你的各种发电来源规模不断扩充,能量储存也会变成相对困难的问题,而且通常难度会高于能量传输议题;最近在美国《华尔街日报》(Wall Street Journal)上有三篇探讨此一议题的文章,从不同方面提供了观察与见解(包括不可忽视的相关成本议题),也分析了目前与近期的商业现实。oAVEETC-电子工程专辑

能量储存的几种首选技术是电池(通常是以锂电池为基础的方案)、抽水蓄电(pumped hydropower)、压缩空气(compressed air)蓄电;电池技术已经获得大量关注,特别是因为市面上有诸如Tesla推出的家用能源储存系统Powerwall。oAVEETC-电子工程专辑

不过就像大多数情况的“工程学”问题,以及目前先把成本问题放到一边(先不考虑在现实世界无法做到的),上述每一种能量储存技术选项,在前期投入、容量、维护议题以及长期性吸引力上,都有一些微妙的权衡;举例来说,电池的使用寿命大约只有5~10年,而该年限数字可能会仰赖使用周期。oAVEETC-电子工程专辑

在这里打个岔:就像我们经常看到的,讨论能源问题的文章作者往往会把能量(kWhr,千瓦小时)与电量(kW,千瓦)的单位搞混;其中一部份原因是单纯的专有名词谬误(在这方面懂得比较多的工程师得负责任),另一部份就完全是技术性误解。能量(energy)与电量(power)是密切相关的,但能量是电量与使用时间的乘积,电量则是能源消耗的速率。oAVEETC-电子工程专辑

实际上,你通常可以随时用各种方法收集能量,将能量做为支持负载的电量;不过当你撰写文章的主题与能量与电量相关时,最好要在每个地方都使用正确的字词,如此一来论述分析才会清楚、不至于被混淆。oAVEETC-电子工程专辑

阅读笔者前面提到的能源相关议题文章,你会得到一个清晰的概念:储存当然并不是一个棘手的问题,只是在需要满足相互冲突的目标时不容易解决。在能源系统设计的每一个方面(选址、安装以及长期支持),会因为能量单位扩充到数十、数百甚至上千kWhr的范围时变得更加棍困难,所有的问题或错误也会变得更大规模、不容易修正。oAVEETC-电子工程专辑

而这通常并不是一个透过某种软件验算法微调、或是修正一些软件错误就可以解决问题的情况,因为在这类项目中,“大”是固有的本质;而如果你的项目涉及更大规模发电以及能量储存,你可能会花费更多时间与精力在能量储存,即使发电这个方面会受到更多关注。oAVEETC-电子工程专辑

从物理学的基础定律──也是发电以及能量储存的基础──来看,这两者同样重要,你必须以对两方都有益处、能彼此妥善搭配的成套措施来决定如何实施;不过在通常情况下,优化的能源策略,在发电/能量储存两者的最佳结合上都会有一些冲突,这使得技术与经济两方面的决策会有些困难。oAVEETC-电子工程专辑

或许这也是为何许多精心策划与设计的能源项目往往会执行困难甚至失败的原因。你是否有任何布署大规模私人、商用能量储存系统的项目等级经验?你从这些经验中学到了什么?又出现了那些无预期的状况?欢迎与我们分享!oAVEETC-电子工程专辑

编译:Judith Cheng

本文授权编译自EDN Taiwan,版权所有,谢绝转载oAVEETC-电子工程专辑

本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Bill Schweber
EE Times/EDN/Planet Analog资深技术编辑。Bill Schweber是一名电子工程师,他撰写了三本关于电子通信系统的教科书,以及数百篇技术文章、意见专栏和产品功能介绍。在过去的职业生涯中,他曾担任多个EE Times子网站的网站管理者以及EDN执行编辑和模拟技术编辑。他在ADI公司负责营销传播工作,因此他在技术公关职能的两个方面都很有经验,既能向媒体展示公司产品、故事和信息,也能作为这些信息的接收者。在担任ADI的marcom职位之前,Bill曾是一名备受尊敬的技术期刊副主编,并曾在其产品营销和应用工程团队工作。在担任这些职务之前,他曾在英斯特朗公司(Instron Corp., )实操模拟和电源电路设计以及用于材料测试机器控制的系统集成。他拥有哥伦比亚大学电子工程学士学位和马萨诸塞大学电子工程硕士学位,是注册专业工程师,并持有高级业余无线电执照。他还在计划编写和介绍了各种工程主题的在线课程,包括MOSFET基础知识,ADC选择和驱动LED。
您可能感兴趣的文章
  • 基于数据链路扭曲的水下能量采集 MIT研究团队开发出免用电池的水下压电传感器,采用压电声学反向散射(PAB)设计,利用压电材料的震动产生能量并发送和接收数据,为水下能量采集与数据传输提供创新…
  • 新型热电材料展示出巨大的IoT应用潜力 由维也纳工业大学(TU Wien)固态物理研究所合成的一种新型材料,因具有强大的塞贝克(Seebeck)效应,可能颠覆热能收集技术。
  • 超低功耗可穿戴医疗设备的四种能量采集方法 更大的电池容量、更长的电池寿命,而电池体积不能增大,对电池供电联网设备诸如此类的需求越来越多。电池技术正通过利用能量收集满足越来越多的需求。能量收集解决方案已被设计为电池的辅助电源,或作为不受能耗限制的可穿戴设备永久使用的独立电源。
  • KACO的Powador光伏逆变器拆解 使用无变压器、三相Powador 12.0 TL3至20.0 TL3逆变器,可以在小型、高效率的单元中极其灵活地设计高达数百千瓦的太阳能光伏系统。这些逆变器使用两个独立的MPP跟踪器,可以处理对称和非对称负载,以实现最佳调整。鉴于不断增长的住宅光伏市场,我们认为值得看看Kaco是如何优化其无变压器Powador逆变器的。
  • 电源设计的终极目标就是“节能” “电”在电子工程的世界中理所当然是不可或缺的关键要素,而如何在设计各种电子产品时将电源做最有效的运用,好让系统运作能符合节能省电环保需求,或是更进一步延长便携设备电池续航力,成为电子工程师们的首要任务。
  • 新创公司超低功耗蓝牙芯片出样,可免用电池 现正出样的一款全新设计蓝牙5 (Bluetooth 5)芯片,据称可较其他竞争方案降低多达10倍的功耗。
相关推荐
    广告
    近期热点
    广告
    广告
    广告
    可能感兴趣的话题
    广告