摘要 —“大数据”应用的爆炸式增长对传统计算机系统的速度和可扩展性提出了严峻挑战。由于传统冯·诺依曼机的性能受到 CPU 和内存之间越来越大的性能差距(“称为内存墙”)的极大阻碍,神经形态计算系统引起了广泛关注。生物学可信计算范式通过模拟神经元和突触电位的充电/放电过程进行计算。独特的尖峰域信息编码实现异步事件驱动的计算和通信,因此具有非常高的能源效率的潜力。本综述回顾了现有神经形态计算系统的计算模型和硬件平台。首先介绍神经元和突触模型,然后讨论它们将如何影响硬件设计。进一步介绍了几个代表性硬件平台的案例研究,包括它们的架构和软件生态系统。最后,我们提出了几个未来的研究方向。
静电纺丝是一种非常通用且具有成本效益的技术,以其在具有膨胀表面积的生产多孔纤维中的简单性和灵活性而闻名。该技术的灵活性可以创建具有不同结构和脚手架的纳米纤维。这些纳米纤维有时在应用之前受到热处理。它们的独特特征使它们非常适合集成到储能系统中。在电池等能源储能系统的领域中,存在锂离子电池以外的替代品的压力需求。多价电池,例如Al-Ion,MG-ION,Zn-ION和CA-ION电池,由于其有利的特性,它代表了一个合适的选择。由于其多孔性质,电纺纤维促进离子转移,增强电荷/放电过程并改善电池动力学。在本文中,我们将研究如何在多价电池阴极中使用电纺纤维,并揭示它们为这些电池系统提供的额外优势。最后,将进行全面的评估,以评估该技术的优势和挑战。高容量电池的前景,特别是钙离子蝙蝠Teries。
闪电是在云中启动的,而不仅仅是任何云。它们通常是巨大的,高度约为5 - 12公里甚至更高,宽度为5 - 10公里(Dehn,2014; Uman,2008)。这些云是由于电荷分离而导致的,后者在粒子碰撞期间在云中非常高的湍流下发生。这会导致相反的电荷颗粒分离,导致云中的电势很高,范围从10mV到100mV,甚至最高为200mV,具体取决于云。然后将该潜力放到地面或其他带电的尸体中,其中可能包括;到同一云中其他相对带电的区域(内部云),另一个云(云层)或空气(云到空气)的相对充满电的区域。放电过程是闪电的诞生。因此,闪电是从带电云引发的相对充满电的物体之间带电颗粒的大规模静电排放。(AFA&Kelvin,2013; Akinyemi等,2014; Betz等,2009; Dwyer&Uman,2014;Horváth,2006; Lucas,2001; Rakov&Uman,2003; Uman,2003; Uman,2008)
整合可再生能源以实现能源系统脱碳带来了一些挑战,这些挑战与可再生能源的间歇性和生产可预测性低有关。V2G 方法利用停放的电动汽车的电力存储容量为这一挑战提供了一个有价值的解决方案,这些电动汽车既可以为电池充电,又可以将电能反馈回电网。配备合适硬件和软件的电动汽车和双向充电站 (BCS) 一旦连接到电网,就可以提供广泛的功能。基于 V2G 系统的 EVVE 项目将在欧洲各地建立一个由 800 个电动汽车和双向充电站组成的虚拟发电厂,主要位于法国,总功率高达 8.36 兆瓦。除了与能源和交通系统的发展相一致的创新理念外,一个带来超越最先进优势的创新元素是 V2G 充电器的远程控制。这允许根据电价和二氧化碳市场信号有效管理电动汽车电池的充电和放电过程,减少电力峰值负荷并为电网提供辅助服务(例如频率调节),同时确保电动汽车用户的出行需求。
摘要:在过去的几十年中,不可再生化石燃料的能源消耗一直在刺激,这严重威胁了人类的生命。因此,开发具有环境无害和低成本的特征的可再生和可靠的储能设备非常迫切。高功率密度,出色的循环稳定性和快速充电/放电过程使超级电容器成为有前途的能量设备。但是,超级电容器的能量密度仍然小于普通电池的能量密度。众所周知,超级电容器的电化学性能在很大程度上取决于电极材料。在这篇综述中,我们首先引入了超级电容器电极的六个典型过渡金属氧化物(TMO),包括RUO 2,CO 3 O 4,MNO 2,MNO 2,ZnO,ZnO,XCO 2 O 4(X = MN,CU,CU,NI)和AMOO 4(A = CO,CO,MN,Ni,Ni,ni,Zn)。其次,提出了这些TMO在实际应用中的问题,并确定了相应的可行解决方案。然后,我们总结了超级电容器电极的六个TMO的最新发展。最后,我们讨论了超级电容器的发展趋势,并为超级电容器的未来提出了一些建议。
可再生能源在碳中立性的背景下引起了行业和学术界的越来越多的关注。对于风和太阳能,对自然过程的强烈依赖会导致能源生产和实际需求之间的不平衡。储能技术,例如压缩空气储能(CAES)是有望增加可再生能源渗透的解决方案。但是,CAES系统是一种多组分结构,在该过程中涉及多种能量形式,但受高温和高压工作条件的影响。CAES系统是一个复杂的流程表,由充电和放电过程组成。应优化该过程,以实现每种形式的最佳热力学和经济性。在最佳设计条件下,一旦发生故障,例如对人类,环境和资产的伤害,可能会导致严重的后果。有限的关注和稀缺信息已向CAES系统风险管理支付。因此,本文应用了系统理论过程分析(STPA),这是一种基于系统理论的自上而下的方法,以识别CAES系统安全危害。结果有望为从业人员提供有关CAES系统安全性和可靠性的初步指南。因此,更可靠的CAES系统可以促进更灵活的能源系统,并使用更有效,更经济的可再生能源利用。
可再生能源在能源系统中的份额不断增加,需要储能技术来处理间歇性能源和变化的能源消耗。液态空气储能 (LAES) 是一种很有前途的技术,因为它具有高能量密度并且不受地理限制。通过在 LAES 中使用热能和冷能回收循环可以获得相对较高的往返效率 (RTE)。在本文中,针对独立 LAES 系统优化并比较了与不同冷能回收循环相关的七种案例。首次考虑使用多组分流体循环 (MCFC) 和有机朗肯循环 (ORC) 作为 LAES 中的冷回收循环。最优结果表明,具有双 MCFC 的 LAES 系统性能最佳,RTE 为 62.4%。通过将高温热交换器的最小温差从 10 C 降低到 5 C,可将此 RTE 进一步提高到 64.7%。优化结果还表明,冷能回收系统中使用的 ORC 不产生任何功,只发生工作流体的相变,因此不应使用它们。最后,应用能量传递效率来测量充电和放电过程的热力学性能。© 2021 作者。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY 许可开放获取的文章(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。
更广泛的背景 近年来,水系金属离子电池因其低成本和安全性而备受关注。其中,锌离子电池一直是研究的主要焦点。然而,铁比锌更便宜,在地壳中的储量也更丰富,有望成为替代金属阳极,尽管它仍未得到充分开发。可靠的铁离子电池正极对于推进其研究和商业化至关重要,这需要简单的制备工艺和易于理解的机制。在此,我们介绍了使用聚苯胺作为铁离子电池活性材料的夹层型和圆柱形正极。该正极不含粘合剂,通过简单的低压压制工艺制造而成。它在 5C 倍率下可提供 225 mA hg 1 的高容量(而聚苯胺的理论容量为 300 mA hg 1)。此外,我们的高负载电池在 15C 倍率下表现出 27000 次循环的长循环寿命和 82% 的容量保持率。我们还进行了系统的理论研究,阐明了在充电和放电过程中铁离子与聚苯胺结合后的电化学行为。因此,这项工作为在固定储能应用中使用铁离子电池提供了一种可靠且有前景的解决方案,其性能可能优于铅酸电池和锂离子电池。
本手稿提出了一种新型的混合人工智能(AI)方法,用于针对电动汽车充电站(EVCSS)专门设计的统一功率质量护发素(UPQC)。的目的是整合多个车辆到网格(V2G)功能,从而减轻与电动汽车(EV)网格集成相关的挑战,并结合分布式能源(DERS)。本手稿中提出的混合技术结合了梯度提升决策树(GBDT)算法和果冻搜索(JS)算法,称为GBDT - JS技术。这种创新的方法涉及利用充电站提供电动汽车充电服务,并促进电动电动机的排放。将UPQC与DER的集成(例如光伏(PV))实施,以降低转换器的功率额定功率和实现功率需求需求。使用UPQC内的初始转换器用于管理直流电流(DC)电压,而第二个转换器则监督电动汽车的功率充电或放电过程。此外,它减轻了电池电压发射的影响。具有车辆到网格功能的UPQC最小化网格的负载压力,从而防止了过度流动的问题。提出的方法调节UPQC转换器以减轻电力质量问题,例如谐波电流和电压下垂。随后,使用MATLAB/SIMULINK操作平台证明了该技术的有效性。GBDT - JS性能的评估涉及与现有技术的比较分析。该评估表明,该提出的方法有效地减轻了功率质量问题,特别减少了总谐波失真(THD),并提供最佳结果。
玻尔兹曼方法 Oussama El Mhamdi (1) *、Soumia Addakiri (1)、ElAlami Semma (1)、Mustapha El Alami (2) (1) 摩洛哥塞塔特 FST 哈桑第一大学工程工业管理与创新实验室 (2) 摩洛哥卡萨布兰卡哈桑二世大学 Ain Chok 科学学院物理系 LPMMAT 实验室 *通讯作者:电子邮件:oussama.elmhamdi@gmail.com 关键词:格子玻尔兹曼方法、相变材料、热能存储、管壳式热交换器 摘要 热能存储 (TES) 系统在许多工程应用中备受青睐,因为它能够克服能源供应和能源需求之间的不匹配。TES 可用于储存热化学热、显热、潜热或这些热的组合。在这三种形式中,潜热热能存储 (LHTES) 近年来的重要性日益增加,成为传统系统的有前途的替代方案。这些系统使用相变材料 (PCM),采用简单或级联配置,存储熔化潜热(充电过程)并在凝固过程中释放(放电过程)。在 LHTES 系统的不同配置中,管壳式热交换器代表了高温 PCM 中一种有前途且简单的设计。在本文中,我们提出了一项涉及管壳式热交换器的新数值研究,以评估热存储现象。使用格子波尔兹曼方法提供了案例研究和数值结果。