美国电力系统正在快速发展,为水电行业带来了机遇和挑战。虽然风能和太阳能等可变可再生能源的不断增加为美国许多地区带来了低成本、清洁能源,但同时也带来了对能够储存能源或快速改变运营方式以确保电网可靠和弹性的资源的需求。水电(包括 PSH)不仅是大量、低成本、可再生能源的供应商,而且是大规模灵活性的来源,也是其他可再生能源发电源的力量倍增器。要发挥这一潜力,需要在多个领域进行创新:了解不断变化的系统条件下水电的价值驱动因素,描述与水电满足系统需求相关的灵活能力和相关权衡,优化水电运营和规划,以及开发使水电能够更灵活运营的创新技术。
摘要:碳中和的追求对各个行业都提出了挑战。煤炭行业去产能是当前的主要问题,废弃矿井数量增加是普遍存在的问题。在废弃矿井中建设抽水蓄能电站,可以将间歇性电能转化为有用能源,但其基础理论和关键技术研究亟待解决。废弃矿井抽水蓄能电站建设面临6个关键科学问题,这些问题与中国国情、现有资源结构以及国内外储能技术的现状相关。提出抽水蓄能研究应向智能化、稳定化、绿色化方向发展,建设发展应逐步实现一体化、配套化、协调化。目标是实现废弃矿井PSH的综合、完整、协调发展,完善国家关于PSH的政策,带动产学研共同发展,实现国家设定的碳中和目标。
我们要感谢各领域专家在我们进行的咨询中提出的意见、建议和宝贵建议,这些咨询是 TERI 正在进行的能源转型工作的一部分,特别是抽水蓄能电站。我们承认并感谢 TERI 杰出研究员 K Ramanathan 先生提供的指导和支持。所有相关人员的意见对报告和建议的形成都起到了重要作用。我们感谢 TERI 的编辑和设计团队的贡献。
可再生能源 (RE) 发电厂可以减少因 CO2 排放而破坏环境的化石燃料发电厂的使用。太阳能发电厂 (PLTS) 和风力发电厂 (PLTB) 具有与其性能相关的间歇性特性,受太阳辐射和风速波动等环境条件的影响很大。这会给电力系统的稳定性和可靠性带来问题,从而导致电力系统的利用率不理想。抽水蓄能水电 (PSH) 是一种基于可再生能源的技术,能够在低负荷条件下将多余的能源储存在电力系统中,并在系统处于高峰负荷条件下进行分配。这项研究的目的是确定 PSH 在电力系统中与增加 ET 发电机渗透率之间的关系。本研究采用了 Pastel 和 SWOT(优势劣势机会威胁)分析方法。从讨论结果来看,发现 PSH 技术可以支持印度尼西亚 ET 发电机的普及,尤其是 PLTB 和 PLTS,因为它能够消除电力系统中这些发电机的间歇性。此外,PSH也是一种成熟、规模经济的储能介质,适合在大型复杂电力系统中应用。 PSH的优势在于技术成熟,尤其容量大、经济性好。 PSH 的弱点在于其利用依赖于地点,因为该地区需要有充足的水潜力、丘陵自然条件(海拔)以及相对较大的土地。 PSH提供的机遇是,印尼有许多地区有潜力开发成PSH。此外,使用PSH可以降低生产成本并提高PLTS和PLTB的普及率。 PSH 的威胁是降低存储成本和提高电池性能的趋势。
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摘要:中华人民共和国的脱碳目标雄心勃勃。实现这一目标有赖于大规模部署风能和太阳能等可变可再生能源 (VRES)。VRES 的高渗透率可能导致电网平衡问题,这可以通过与储能相结合(例如安装额外的电力储存)来增加系统的转移灵活性容量来弥补。抽水蓄能 (PHS) 是全球范围内最普及的电力储存技术,也是唯一完全成熟的长期电力储存解决方案。中国已经拥有全球最高的 PHS 安装容量,并计划在 2030 年前大幅增加。本研究基于国际水电协会“抽水蓄能跟踪工具”的数据,探讨了中国现有和未来 PHS 机组的技术改进潜力。采用先进的 PHS 解决方案的目标使中国能够更好地应对平衡 VRES 生产的任务。通过五种不同的干预可能性(此处称为情景)评估了采用先进 PHS 解决方案的潜力。这些情景考虑改造部分运行中的抽水蓄能电站 (PSP) 机组并重新设计已经规划的未来装置。因此,考虑到所有主要的技术和授权流程限制,在高潜力情景下,预计在 2035 年前投入使用的 132 GW 机组中,4.0%(5.2 GW)可以额外采用先进的 PHS。同时,在中潜力和低潜力情景下,配额分别可以达到 11.1%(14.6 GW)和 26.2%(34.5 GW)。此外,还制定了政策建议,以促进、推动和支持采用这些先进的 PHS 解决方案。
Si的光子集成电路,其中光学组件是单层集成在SI集成电路上的,有望在未来的信息和通信技术基础架构中占主导地位。由主动组件和被动组件组成的SI光子(SIPH)技术已经在大量应用中广泛使用,范围从DataCom到检测系统。最近,SIPH进入了集成量子技术,光学计算和人工智能的新兴领域中的低温应用技术平台。尽管如此,可以仅使用组IV半导体制造的有效的电泵光源仍然是一个重大挑战。通过将半金属的替代掺入替换为GE晶格而获得的新型GESN和Sigesn半导体可获得比其他组IV型半导体合金提供的一些优势:通过正确选择合金组成和外部材料,这些材料将这些材料转化为基本直接型号的单个型号bardgap semiciccaptors。第四组通常缺少的此属性使(SI)GESN系统对有效的光源非常有吸引力。使用该材料系统,近年来达到了IV激光的主要里程碑,例如光学抽水散装和多Quantum Wells(MQW)激光器的激光器,直至室温。
[1] A.White,G。Parks和C. N. Markides,“泵送热电储存的热力学分析”,《应用热工程》,第1卷。53,pp。291–298,2013年5月。[2] J. D. McTigue,A。J.White和C. N. Markides,“泵送热电储存的参数研究和优化”,Applied Energy,第1卷。137,pp。800–811,2015年9月。
随着星载传感器的小型化,预计小型卫星将使用更强大的有效载荷。因此,需要新的热概念来应对日益增加的热耗散和负面影响。本文提出了一种新的热控制概念,以对具有功率耗散问题的小型卫星进行热标准化,使其在热方面不受轨道的影响。这种新的热设计概念是微型机械泵回路 (MPL)。微型 MPL 的设计考虑了立方体卫星及其子系统的要求,从而确保其与小型卫星和各种任务的兼容性。该系统的核心是荷兰航空航天中心 (NLR) 开发的多并联微型泵 (MPMP)。这种泵概念提供了一种低质量、高可靠性的 MPL 解决方案。随后,本文描述了回路和泵的概念,并给出了微型泵的测试结果。Mini-MPL 也在 Matlab 中建模,以支持 MPL 系统设计权衡。本文描述了该模型,并展示了建模结果,并将其纳入了详细的工作流体选择中。最后,通过与传统热设计方案的比较,阐明了该系统的优点和缺点。本文最后展望了进一步的发展和 mini-MPL 应用。
高管摘要虽然泵存储水电(PSH)的概念不是新的,可调节的速度泵存储水电(AS-PSH),配备了电源电子设备;因此,它具有更多的功能,并且更具敏捷性和灵活性,可以与现代电力系统集成。一个世纪以前的电力系统的组成主要由传统的同步发电机组成,通过单向功率流为客户提供电力。随着传统发电机具有同步发电机与可变发电的比率随着可再生能源的渗透率的增加而降低,未来的电力系统将更具动态性。随着同步发电机的较少,电源系统内的旋转惯性水平减少,并且在低旋转惯性的情况下平衡可变的生成和负载并不容易。幸运的是,AS-PSH可以在平衡供求的同时,通过电源转换器控制提供快速,灵活的响应,从而确保了电源系统的稳定性。在某种程度上,AS-PSH是储能(存储势能)和常规发电厂的组合。