最终版本:30/06/2024 摘要 氢燃料电池是一项可以塑造清洁能源未来的重要技术。该技术通过实现零排放能源生产和可持续车辆系统,为环保未来提供了关键。氢燃料电池利用氢气产生电能,只排放水蒸气。因此,它们为能源生产和车辆系统提供了一种清洁的替代方案,而不会向大气中排放有害排放物。在这项研究中;它详细讨论了广泛使用氢燃料电池技术的基本原理、优势、劣势、可持续性潜力、增长预期、遇到的挑战、步骤和机会。随着对清洁能源的需求增加,氢燃料电池具有增长潜力。开发绿色氢气生产方法、扩大基础设施和政府激励政策等解决方案可以促进该技术的广泛使用。本文强调,氢燃料电池技术在未来清洁能源转型中发挥着重要作用,表明它是实现可持续发展目标的潜在关键。它还揭示了广泛使用氢技术所需的步骤和潜在机会。这些信息对促进氢技术的广泛接受和使用做出了重大贡献。
摘要 大多数发电厂通过将机械运动转换为交流电 (AC) 来发电。光伏太阳能电池板将光的电磁通量转换为直流电 (DC)。一般来说,电能可以从环境中的通量或环境本身的变化中获取。人们可以从机械、化学、热、电磁(光)或其他物理通量,或从温度、化学成分或物理场的变化(重力、磁、电、机械应力和应变等)中产生电能。通量的例子有空气和水的机械运动、表面波和潮汐、由于温度梯度引起的热通量、太阳光和化学通量(例如大气中的湿度传播或由于淡水河流入海洋的河口的盐度梯度导致的水中盐的扩散)。尽管人们每天都会受到环境变化的影响,包括空气温度、压力、湿度和成分的变化、重力场的潮汐变化以及地磁场和电场的周期性变化,但环境变化在能源生产中却没有得到充分利用。利用环境变化和通量生产无需燃料的电力需要耐用的基础设施,以便经济高效地利用“半永久”能源。
压缩空气储能 (CAES) 是众多储能选项之一,它可以以势能(压缩空气)的形式储存电能,并且可以部署在中央发电厂或配送中心附近。根据需求,可以通过使用涡轮膨胀机发电机膨胀储存的空气来释放储存的能量。该技术的一个吸引人的特点是过程相对简单——压缩机由可用电力驱动来压缩空气(充电),然后将空气储存在室内直到需要能量为止。在放电过程中,压缩空气通过涡轮膨胀机以产生电能回馈给电网。CAES 使其成为一个有吸引力的选择,其属性包括广泛的储能容量(从几兆瓦到几千兆瓦)、环保过程(尤其是在燃烧时不使用化石燃料)、长寿命和耐用性、低自放电(由于压力和温度损失)以及储存能量的成本低。该技术面临的一些挑战包括前期资本成本高、扩展步骤中需要加热、往返效率 (RTE) 较低、选址和许可挑战、难以识别和准备用于储存的天然洞穴、排放深度低以及响应时间较长。
压缩空气储能 (CAES) 是众多储能选项之一,它可以以势能(压缩空气)的形式储存电能,并且可以部署在中央发电厂或配送中心附近。根据需求,可以通过使用涡轮膨胀机发电机膨胀储存的空气来释放储存的能量。该技术的一个吸引人的特点是过程相对简单——压缩机由可用电力驱动来压缩空气(充电),然后将空气储存在室内直到需要能量为止。在放电过程中,压缩空气通过涡轮膨胀机以产生电能回馈给电网。CAES 使其成为一个有吸引力的选择,其属性包括广泛的储能容量(从几兆瓦到几千兆瓦)、环保过程(尤其是在燃烧时不使用化石燃料)、长寿命和耐用性、低自放电(由于压力和温度损失)以及储存能量的成本低。该技术面临的一些挑战包括前期资本成本高、扩展步骤中需要加热、往返效率 (RTE) 较低、选址和许可挑战、难以识别和准备用于储存的天然洞穴、排放深度低以及响应时间较长。
摘要:传统的电池充电技术使用电网能量为连接的负载提供服务,这最终增加了电网的负担,也增加了消费者的用电成本。因此,本文提出了一种新的改进型电池。所提出的电池使用可再生、可持续和环保的有机材料而不是电网来充电。这种类型的电池在偏远地区非常有用,因为这些地区几乎没有或根本没有电力供应。这项研究的主要目的是为经济贫困/贫困的人和农村地区提供能源,因为这些地区的负荷削减是一个主要问题。所提出的电池,即生物电池,使用土壤作为有机材料进行充电。土壤具有独特的成分,它含有不同种类的矿物质、微生物和基本有机物质,因此,土壤的电导率完全取决于这些因素。土壤电池的工作原理是从两个电极之间的电位差产生电能。因此,在这项工作中,土壤和水的组合用于为电池充电。此外,尿液、堆肥和盐水等其他废料也与土壤结合用于实验目的。观察发现,与其他物质相比,土壤与水的结合能产生最高的电压。
本研究对可再生能源和电动汽车 (EV) 集成到微电网进行了建模和分析。微电网分为四个重要部分:柴油发电机,作为基础发电机;光伏 (PV) 发电场与风电场相结合,用于产生电能;车辆到电网 (V2G) 系统安装在微电网的最后一部分,即微电网的负载。微电网的规模大约相当于春季或秋季低耗日期间一个拥有一千户家庭的社区。基础模型中有 100 辆电动汽车,这意味着汽车和家庭的比例为 1:10。这是可预见的未来可能出现的情况。能源生产率的不断提高使得微电网变得重要。微电网可以设计为满足医院、大学或电动汽车充电站的能源需求,也可以满足地区、村庄或工业场所的能源需求。需要充电站来给电动汽车电池充电。本研究分析了电动汽车对微电网的影响。电动汽车的结构中含有非线性电路元件。因此,它们是微电网中谐波电流的来源。它们对微电网的电能质量产生负面影响。电动汽车的电池是用直流电充电的。来自微电网的交流电需要转换为直流电。
使用压电设备从空调冷凝器中收集能量 摘要 使用校园内的几台空调机组来确定空调冷凝器机组中潜在的废能来源,并设计了能量收集方法。这些能量收集方法称为使用压电设备的振动和气流驱动能量收集。目标是从排气流中产生电能(类似于喷气发动机的加力燃烧器,但规模要小得多)。对于压电设备,想法是使设备振动以产生电能。工程技术课程的学生和教师研究了空调机组,以确定潜在的废能来源。根据季节、振动水平和冷凝器的排气扇流量进行测量以确定运行时间。进行了测量,并与计算出的从冷凝器中获取的潜在功率进行了比较。这个本科研究项目是全校范围内为促进节能和研究使用清洁可再生能源而开展的几项工作之一。简介 压电性一词源于希腊语 piezein ,意思是挤压和按压。直接效应和逆效应是两种压电效应。在直接效应中,电荷由机械应力产生。在逆效应中,施加电场会产生机械运动。压电能量收集利用直接效应,k p 、k 33 、d 33 、d 31 、g 33 是压电材料特性的特征。k 因子,称为压电耦合因子,是方便直接测量机电效应整体强度的典型方法 [1-4]。压电能量收集是一种通过应变压电材料将机械能转化为电能的方法 [5]。压电材料的应变或变形会导致整个设备中的电荷分离,产生电场并导致与施加的应力成比例的电压降。振荡系统通常是悬臂梁结构,在杠杆的未连接端有一个质量,因为它为给定的输入力提供更高的应变 [6]。产生的电压随时间和应变而变化,平均而言有效地产生不规则的交流信号。压电能量转换产生的电压和功率密度水平比电磁系统相对较高。此外,压电效应能够从机械应力中产生晶体和某些类型陶瓷等元素的电势 [7]。如果压电材料未短路,则施加的机械应力会在材料上产生电压。用于清除振动能量的最常见设备类型是悬臂压电设备,它通过弯曲、摇晃和变形来发电 [8]。有许多基于压电材料的应用,例如电动打火机。在这个系统中,按下按钮会导致弹簧锤击中压电晶体,产生的高电压会跨越小火花间隙,从而点燃可燃气体。按照同样的想法,便携式打火机用于点燃燃气烤架和炉灶,以及各种
摘要:小型聚光太阳能发电厂目前尚未普及,因为其平准化电力成本 (LCoE) 过高,而容量 >100 MW 的 CSP 发电厂的 LCoE 低于 20 cEUR/kWh。在 CSP 发电厂内集成固态转换器可以提高整个技术的可扩展性和经济竞争力,尤其是在较小规模下,因为固态转换器的转换效率与尺寸的相关性较弱。本文提出了一种带有高温热电子能量转换器 (TEC) 的系统,以及设计为即使提供高浓度比也很便宜的光学聚光器,以提高 CSP 发电厂的成本效益,从而实现经济可持续性和市场竞争力。这是可能的,因为 TEC 可以充当转换顶循环,直接产生电能,通过应用实际条件估计可能的转换效率为 24.8%,并为二次热阶段提供有用的热流。根据光学聚光器和 TEC 开发既定的技术规范,并根据合理的经济假设,估计总工厂转换效率为 35.5%,LCoE 为 6.9 cEUR/kW,并考虑到 1 MW 输入太阳能系统配备 8 小时储能罐的可能性。与其他可用的小容量可再生能源技术相比,计算得出的预测值极具竞争力,并为加速部署技术努力以展示所提出的解决方案开辟了道路。
关键词汇: 电 - 电是电能的流动。当被称为电子的微小粒子在电路中移动时,就会产生电能。电子 - 带负电的亚原子粒子,带电时会在原子之间跳跃。 电路 - 一种导电材料的闭合环路,电流可以通过路径从电源流到负载,再流回电源。 负载 - 使用电能的组件。灯泡、电动机、电器 电源 - 电能的来源。电池、太阳能电池板、发电厂、风力涡轮机 路径 - 允许电子流过的导电材料。 发电厂 - 将物理能转换成电能的地方。 传输 - 将电能从发电地点批量移动到变电站和社区电网供消费者使用。 发电 - 将一次能源(热能或动能)转化为电能的过程。可再生电力 - 由永不枯竭的可再生能源产生的电力,例如风能、太阳能、水能、生物质能 不再生电力 - 由会耗尽的不可再生能源产生的电力,例如煤炭、石油、天然气、核能。 欧姆定律的组成部分: 电压:伏特是电势单位,也称为电动势。电压是电能移动的电位,类似于水压。 电流:安培是电流的单位。安培是电流的强度或电路中任一时间点的电子数量。 电阻:是衡量电路中电流流动阻力的指标。以欧姆为单位。
能源。太阳能树是最相关的太阳能利用方式。与传统方法相比,它可以在占用更少空间的情况下利用能源。太阳能资源丰富,被认为是利用可再生能源最简单、最清洁的方式。然而,利用太阳能的主要问题是需要安装大型太阳能集热器,这需要很大的空间。为了避免这个问题,我们可以安装太阳能树,尽管太阳能电池板需要的空间很小。基本上,太阳能电池提供直流电压输出,存储在电池中,通过逆变器电路提供 12v 交流输出,可用于建筑周围的灯光和楼梯灯以及主负载。太阳能树既能产生太阳能,也能产生电能。太阳能树使用四块太阳能电池板,形成棕榈树的形状。螺旋叶序是太阳能棕榈树设计中使用的一种技术。它提供了一种方法,帮助下部面板免受上部面板的阴影影响,以便它可以跟踪来自太阳的最大功率。这个项目描述了一个基于微控制器的 PV(光伏)系统。由于太阳能随气候条件而波动,因此必须调整光伏系统的阻抗以适应照明条件的变化。为此,我们采用了可以处理模拟和数字电路的微控制器,以减少对额外电路元件的需求。该控制器用作可编程最大功率点跟踪 (MPPT) 控制器。