b“全球对化石燃料枯竭和相关环境恶化的担忧刺激了人们对可再生和清洁能源的探索和利用进行了大量研究。能量存储和能量转换是当今可持续和绿色能源科学中最重要的两项技术,并在日常应用中引起了极大的关注。迄今为止,大量新型纳米材料已被广泛探索用于这些与能源相关的领域,然而,每种材料都有自己的问题,限制了它们满足高性能能量存储和转换设备要求的能力。为了满足未来与能源相关的应用的高技术要求,迫切需要开发先进的功能材料。在此,本期特刊旨在涵盖原创研究成果、简短通讯和多篇评论,内容涉及先进异质结构材料的合理设计和可控合成的创新方法及其在能源相关领域(如可充电电池、超级电容器和催化等)的吸引人的应用。”
毛细管现象在自然界中无处不在,直接参与生命系统的功能。[1] 天然多孔介质的特点是随机(如土壤、海绵)或有序(如木材、肺)结构。人造毛细管介质种类繁多,广泛应用于大多数行业,如过滤器、纺织品(编织和非编织)、吸收剂、陶瓷或组织支架。[2] 人们一直致力于改造多孔材料的毛细管特性,以实现改进的热学、[3] 机械学、[4] 电学、[5] 光学[6] 和生物医学 [7] 性能。除了本质上多孔的材料(如金属有机骨架 [8] )之外,最近的研究还集中于可以精细控制材料添加(如 3D 打印 [1,9] )或从块体材料中去除(如激光蚀刻 [6,10] )的制造工艺,以设计精确的孔隙结构。具有多功能工程设计的多孔材料特别适用于被动式能量转换装置。这些装置通常不需要高质量的能量输入,而且由于没有移动的机械部件,维护成本低,而且具有成本效益。此外,它们最适合离网安装,并且总体上可以促进与水能关系相关的行业的可持续转型。[11] 这些装置可以利用多孔毛细管介质来克服小水头,并在无需主动机械或电气部件的情况下为整个系统提供工作流体。已提出将其应用于蒸汽发电、[12] 海水淡化、[13,14] 盐沉淀、[15] 水卫生、[16] 太阳能热能收集 [6] 和冷却 [17] 等。显然,优化此类被动装置中多孔材料的毛细管特性对于提高其整体性能至关重要:毛细管特性差可能导致连续蒸发过程中干燥,并会严重限制可实现的最大装置尺寸。[18] 因此,毛细管特性不佳会严重阻碍整个系统的生产率和可扩展性。被动能量转换装置通常使用非结构化毛细管材料(如纸或商用纺织品)作为移动工作流体的被动组件。[19] 然而,考虑到
3 我们关注的是建筑领域的分散式热泵,而不是大型电热系统。后者具有独特的经济特征,值得单独分析。 4 请注意,这与最近提出的“消耗负荷平准化成本”概念不同,后者评估了发电技术的盈利能力(Durmaz 和 Pommeret,2020 年)。
绿色经济需要绿色创新,而创新需要投资。世界上大多数国家仍然依赖传统(化石)能源。向绿色或可再生能源转型是一种有效且创新的方式,可以满足人口增长带来的不断增长的需求。绿色能源领域创新的另一个原因是需要减缓气候变化并避免污染,尤其是在发展中国家。监测的可再生能源投资通常来自公共部门。因此,本文旨在确定所选国家在 2013 年至 2017 年期间(为进行更深入的分析,选择了 2017 年)是否有效地生产了可再生能源,同时考虑到公共金融机构的投资和可再生能源的发电装机容量。为此,使用了 Cobb-Douglas 生产函数对数形式的随机前沿分析模型,该模型有助于根据将投入有效转化为产出来判断各国的竞争力。结果表明,第一个变量“装机容量”对发电量的影响在统计上高度显著,而第二个变量“公共投资”的影响在统计上不显著。根据估计的产出导向技术效率范围从 0.00 到 1.00,将受监测国家分为 10 组。考虑到 2017 年的投入水平(第 6 组 16 个国家,估计的产出导向技术效率为 0.51-0.60),大多数国家应将可再生能源发电量提高约 40-49%。
引言 能源在宏观经济增长、福利和发展中起着根本性的作用。能源是可持续发展的重要组成部分 (Gunnarsdottir et al. 2021 ),但如何供应和消费能源最近成为一个争论的问题 (Güney 2019;Karasmanaki and Tsantopoulos 2019 )。电力作为最需求量的能源类型,提供广泛的必需品。国际能源署 (IEA) 预测 2030 年电力需求年增长率为 1.6% (Arslan 2010 )。2018 年能源需求已经增长了 2.9%(过去十年的最高增幅),证实能源短缺不可避免。因此,碳排放量增加了 2.0%,这也是近 7 年来的最大增幅 (BP 2019 )。图 1 显示了不同类型能源供应商在全球消费中的份额。如图所示,化石燃料是主要贡献者,而众多
摘要:随着越来越多的活动转移到线上,对数据中心的需求也在增加,这增加了数据中心的能源消耗和由此产生的温室气体排放。为数据中心提供可再生能源通常被视为解决这一问题的主要方法。然而,它们的整合带来了多重挑战。解决这些挑战,主要是灵活性和能源效率,需要多学科技能。因此,本文旨在回顾几个互补学科的科学努力:电气工程、计算机科学、控制系统工程和运筹学。它涵盖了数据中心架构、基础设施规模和信息和能源方面的资源管理。对当前进展进行了总结,并列出了尚待解决的挑战。
巴基斯坦的可再生能源面临着多重挑战,需要解决以改善其发展。本文需要额外的引用来验证提出的信息。此外,可用的数据已过时,必须更新内容以反映最新事件和新的发展。截至2020年,可再生能源约占巴基斯坦总安装发电能力的10.57%,其中大部分来自水力发电。政府旨在增加该国能源组合中可再生能源的份额,并计划到2025年诱导20%的RE,到2030年。已经为利用太阳能做出了努力,全国各地安装了几家发电厂。旁遮普政府宣布了计划,计划建立一个占地5,000英亩的Quaid-e-Azam Solar Park,而当地公司和组织也在实施创新的项目,例如向农村村庄提供太阳能电池板。例如,在纳里安·霍里安村(Narian Khorian Village),无需安装100个太阳能电池板,为100多个家庭提供电动风扇和节能灯泡。同样,替代能源开发委员会在Bal路支省Karak等偏远村庄安装了太阳能家庭系统。巴基斯坦具有可再生能源投资的巨大潜力,尤其是在风能方面。该国位于Bal路支省的Chagai区是一个主要地点,因为其有利的风条件和高风速超过了能源发电的平均需求。T15国际标准涡轮机在风能项目中本地使用。Gharo风力发电厂和Jhimpir风力发电厂正在运营,而本·卡西姆风力发电项目正在建设中。巴基斯坦的微水电潜力是巨大的,可提供超过3000兆瓦,但到目前为止仅使用了150兆瓦。但是,与其他可再生能源技术相比,潮汐力仍然是巴基斯坦未开发的资源。信德省的两个地点,印度河三角洲溪系统和科兰吉溪,为利用潮汐能提供了适当的条件。Sonmiani Beach和Kalamat也是有前途的前景。政府已向私人公司颁发了许可,以自2013年以来建造潮汐电站,并在Sonmiani湾进行了10兆瓦工厂的初始计划。
基于可再生能源的 KY 升压转换器和七电平逆变器系统综述 Gopika BS 1* 和 Rajeshwari 2 1 印度泰米尔纳德邦哥印拜陀 Dhanalakshmi Srinivasan 工程学院电气与电子工程系助理教授。 2 印度卡纳塔克邦 Chintamani 政府理工学院电气与电子系高级讲师。 通讯作者(Gopika BS)电子邮件:gopikabs@dsce.ac.in * DOI:https://doi.org/10.46431/MEJAST.2025.8103 版权所有 © 2025 Gopika BS 和 Rajeshwari。这是一篇开放获取的文章,根据知识共享署名许可条款分发,允许在任何媒体中不受限制地使用、分发和复制,前提是注明原作者和出处。文章收稿日期:2024 年 11 月 11 日 文章接受日期:2025 年 1 月 18 日 文章发表日期:2025 年 1 月 25 日