1. 引言 目前,电能存储系统 (EESS) 被广泛用于解决电力工业的各种问题。近几十年来,储能技术的密集发展导致了具有特性 (功率、能量强度、效率系数、速度) 的 EESS 的诞生,这些特性 (功率、能量强度、效率系数、速度) 使项目能够以技术和经济效率实施。2017 年,俄罗斯联邦能源部批准了《俄罗斯联邦电力存储系统市场发展构想》[1]。此外,能源计划还指出了在俄罗斯联邦能源领域引入储能系统的具体任务,该计划是国家技术倡议的长期综合计划的一部分,旨在到 2035 年形成全新的市场并为俄罗斯在全球技术领导地位创造条件 [2]。现代快速 EESS 是一种全新的能源电力设备,旨在与电力系统进行受控的能量交换,以组织所需的模式或控制动态过程。EESS 能够根据任何给定的算法几乎立即控制有功功率平衡。根据给定的任务,EESS 可用作无功功率补偿装置、高次谐波有源滤波器以及三相网络不对称补偿手段。由于 EESS 技术的新颖性,其在俄罗斯电力工业实践中的开发和实施始于相对较小的额定功率和能量强度。俄罗斯联邦的自主能源系统中有许多 EESS 项目可供实施,这些项目具有较高的经济和技术效率。受控能量交换过程中的功率变化速度由 EESS 的功能目的决定。目前最相关的储能设备类型是:锂离子电池和超级电容器。第一种类型对于相对较慢的过程最有效,而第二种类型对于较慢的过程最有效。
摘要 研究结果确定了联合供热系统中各种热源使用效率的特征指标。在研究过程中,考虑了将蓄热器集成到供热系统中的各种方案。水被用作电池,也用作冷却剂。对间歇帐篷加热的联合供热系统中的过程进行了数学建模。确定了供热系统元件的特征运行模式,其中考虑了热消费者的运行模式。使用软件包进行了数学建模,该软件包允许获得供热系统主要元件的热功率分布及其特征运行模式。根据研究结果,提出了热功率降低系数和蓄热器体积使用效率系数。这些系数可以评估热源的效率和储热罐体积的使用效率。根据获得的数据,设定了优化热源日负荷的任务,同时考虑了储热罐的安装。
根据国际能源署 (IEA) 和欧洲环境署 (EEA) 的数据,能源消耗量逐年增加。这刺激了人们对新能源的探索和现有能源效率的提高。据预测,到 2030 年,光伏设备将产生太瓦级能源,同时千瓦时成本也将降低 [1]。太阳能是最经济实惠的能源之一。硅基太阳能电池主要用于太阳能利用。大部分能源将由硅太阳能电池板产生。除了硅之外,还有各种多层复合材料,如 GaAs、CdTe、Cu(In,Ga)Se 2 和最近提出的钙钛矿结构 [2, 3]。后者价格昂贵,难以在工业规模上生产。此外,由于有毒成分,过期后处理也存在问题,使用此类复合材料违背了绿色化学的原则。硅的优势在于化学可用性、技术链的成熟度、电子元件(包括含有稀土元素的元件)的处理。同时,硅基太阳能电池的一个严重缺点是光电转换效率 (LECE) 相对较低,即最佳样品的转换效率不高于 25% [4,5]。硅的最高光敏性区域位于约 1 µ m,其 LECE 光谱与太阳发射光谱的对应性较差。通过将太阳辐射从紫外线和蓝色光谱范围向下转换为 1 µ m 光谱范围来提高硅太阳能电池板的效率是一项紧迫的任务,对于太空应用而言,这非常现实 [6– 9]。潜在的发射体是三价镱离子,因为它的近红外 (NIR) 发光带约为 1000 nm( 2 F 5 / 2 – 2 F 7 / 2 跃迁)[9–13],与硅电池的 LECE 光谱顶部高度重合。Ba 4 Y 3 F 17 [14–17] 是经过深入研究的新型发光基质之一,因为它表现出下转换发光的高量子产率 [14]。对于在这些光谱区域吸收的各种敏化阳离子,能量可以从紫外和蓝色光谱区域转移到镱。一种特别有效的能量转移机制是通过敏化剂离子的逐步弛豫,通过量子切割机制激发两个受体离子 [12, 13, 18, 19]。量子切割表现出高达 195% 的高量子效率系数,但 NIR 发光的量子产率较低。更有效的途径是在具有更高发光量子产率的系统中简单地降档。一种有前途的组合物是 Yb/Eu 掺杂对,因为铕的吸收光谱包含 UV 和蓝色光谱区域的几条线。镱发光的最高直接测量量子产率(2.对于 SrF 2 :Yb (1.0 mol %):Eu (0.05 mol %) 粉末,在 266 nm 泵浦下达到 5 % [20]。本文旨在合成 Ba 4 Y 3 F 17 :Yb:Eu 固溶体并研究其发光性能。该样品旨在用于增强硅太阳能电池的 LECE。