摘要:解读水分子的性质和利用水发电一直是科学和社会的重要课题。最近,人们对将水滴的动能转化为电能的兴趣日益浓厚,尤其是直流 (DC) 电,它可以直接为电子传感器和芯片供电。然而,现有的发电技术依赖于水的移动方向,这会阻止应有的直流电的输出,但却会产生不必要的交流电。在这里,我们报告了通过在夹层石墨烯 - 水 - 半导体结构内以任意方向移动水滴,从动态极化水 - 半导体界面产生直流电。与方向无关的直流电产生基于一种非平凡机制,其中水分子经历极化和去极化过程,导致在水滴运动过程中在水 - 半导体界面输出电能。开路电压可通过包含水滴的两个板之间的费米能级差异进行调节,其中石墨烯-水-硅和铝-水-硅分别显示 ∼ 0.3 和 ∼ 1.0 V 的直流电压。我们的研究结果揭示了水-半导体界面的现象,并为潜在的可持续封装自供电设备提供了一种利用水产生直流电的新途径。
摘要 — 随着光伏发电需求持续呈指数级增长,直流微电网 (dcMG) 在光伏 (PV) 应用中越来越受欢迎。本文提出了一种独立 dcMG 中 PV 和电池储能系统 (BESS) 的混合控制策略。与仅使用 BESS 调节直流链路电压的传统控制策略相比,所提出的控制策略同时利用 PV 系统和 BESS 来调节直流链路电压。PV 充当主直流电压调节器,允许电池作为辅助直流电压调节资源保持待机状态。因此,所提出的控制策略最大限度地减少了 BESS 的利用率,以延长其使用寿命,同时将电池的充电状态 (SoC) 保持在所需范围内。为了实现这一点,灵活功率点跟踪 (FPPT) 概念被应用于 PV 系统,通过根据负载曲线自适应地调整 PV 输出功率来增强 dcMG 的动态性能。所提出的控制策略的性能通过实验结果得到验证。此外,通过具有一天负载和辐照度曲线轮廓的模拟案例研究,研究了所提出的控制策略对延长锂离子电池和铅酸电池寿命的有效性。索引术语 — 电池储能系统 (BESS)、电池充电状态 (SoC)、直流微电网 (dcMG)、灵活功率点跟踪 (FPPT)、光伏 (PV)。
2 很少有人说明太阳能容量数据是以交流电(净输出)还是直流电(DC,总输出)为单位报告的。这个总数假设所有太阳能容量都以直流电(DC,总功率)为单位报告。然而,在所有不确定报告都以交流电而非直流电为单位的极端情况下,总数可能高达 672 GW。
缩略词列表 AC 交流电 BESS 电池储能系统 BLS 美国劳工统计局 BOS 系统平衡 CAPEX 资本支出 DC 直流电 DOE 美国能源部 EPC 工程、采购和施工 HVAC 供暖、通风和空调 LCOE 平准化能源成本 LCOS 平准化储能成本 LCOSS 平准化太阳能加储能成本 Li-ion 锂离子 MW AC 兆瓦交流电 MW DC 兆瓦直流电 NREL 国家可再生能源实验室 O&M 运营和维护 OPEX 运营支出 PII 许可、检查和互连 PV 光伏 Q 季度 RTE 往返效率 SG&A 销售、一般和管理 SOC 充电状态 USD 美元 V DC 伏特直流电 W AC 瓦交流电 W DC 瓦直流电
紧凑型 500 紧凑型 300 预期用途 国内 国内 最大门重量 500 千克 300 千克 最大门长度 8 米 8 米 每日最大操作次数 50 40 最大启动力 10 千克 6 千克 门速度 18 米/分钟 18 米/分钟 电动机 120 瓦 12 VD/C 120 瓦 12 VD/C 过流感应 电子 电子 辅助输出 12 伏直流电 12 伏直流电 充电率 13.8 伏直流电 13.8 伏直流电 接收器 板载最多 15 个遥控器 板载最多 15 个遥控器 变压器 飞线 220 伏/交流电 插入 220 伏/交流电 正向关闭 可选 预设自动关闭 可选(10—70 秒) 可选(10—70 秒)
逆变器:电池系统以直流电 (DC) 的形式存储和输送电力,而大多数电力系统则以交流电 (AC) 运行。BESS 包括逆变器,用于将电力从交流电转换为直流电,然后再转换回来。变电站:变电站将项目连接到国家电网。变电站通常表现为电气设备和塔的集合,有时通过电缆连接到架空电线。
当阳光照射到太阳能电池板上时,光伏能源被转换成直流电 (DC)。直流电从电池板流经逆变器,然后转换成交流电 (AC)。从逆变器中,部分无排放能源进入电池系统,储存起来以备日后使用,而其余能源则通过电网输送到家庭和企业。这些设施可以为大约 100,000 户家庭提供服务。
逆变器:电池系统以直流电 (DC) 的形式存储和输送电力,而大多数电力系统则以交流电 (AC) 运行。BESS 包括逆变器,用于将电力从交流电转换为直流电,然后再转换回来。变电站:变电站将项目连接到国家电网。变电站通常表现为电气设备和塔的集合,有时通过电缆连接到架空电线。
在太阳能和蓄电池系统中,白天太阳能电池板产生的直流电由太阳能逆变器转换为交流电,然后由另一个逆变器转换回直流电,为蓄电池充电。要使用电池中的电能,必须由逆变器再次将其转换为交流电。传统的太阳能电池板和蓄电池系统需要一个逆变器来为电池板供电,另一个逆变器来为电池供电。TBB 开发了一种混合逆变器(注 3),可以处理来自