这些转换器对于实现可再生能源系统中电压水平的有效转换和控制至关重要。它们能够调整输出电压以满足各种负载的要求,确保稳定可靠的能量传输。然而,传统的转换器设计往往面临着效率损失、对不同输入条件的适应性有限以及热管理不足等挑战——这些问题在高电压水平下变得更加明显。这项研究的重点是开发和优化先进的 DC-DC 转换器,这些转换器专门用于可再生能源应用中的高压调节。通过探索新颖的转换器拓扑和创新的控制策略,我们的目标是在波动的能量输入背景下提高这些转换器的可靠性和有效性。此外,将这些转换器与储能系统和智能电网技术相结合对于优化能源利用率和提高整体系统弹性至关重要。这项调查同样着眼于与高压调节相关的技术挑战,但也有助于实现推进可持续能源基础设施的更广泛目标
摘要 - 波能量是电气系统设计师的独特领域。高峰值和低平均功率电位不断变化的能量输入很难通过传统手段来利用和控制。为了为蓝色经济提供动力,低功率波能转换器(WEC)需要电池才能存储。安全有效地从波浪中充电电池,需要一个充电控制器才能正确监视和控制电池电量,并且电流转移到电池电池。当前,其他续签一代(例如风,水力和太阳能)存在现成的电荷控制器。验证了两个拓扑:降压转换器和一个脉冲宽度调制(PWM)电荷控制器。使用LAB干燥测试床,模拟波能输入,以正确验证现有电荷控制器技术的有效性,从而确定有效利用波浪能所需的缺点和改进。索引项 - 波能量,DC/DC转换器,电荷控制器,电池存储,波能转换器
摘要:基于碳酸盐的捕获溶液中的CO 2需要大量的能量输入。通常提出用(BI)碳酸盐电解代替此步骤,作为共同生产CO/Syngas的有效替代方案。在这里,我们通过利用过程,多物理学,微动力学和技术经济模型来评估将空气接触器与(BI)碳酸盐电解液直接整合的可行性。我们表明,在接触器流出物中,CO 3 2-与HCO 3-的共呈现大大降低了电解核的性能,并最终导致CO 2捕获分数降低至≤1%。此外,我们估计(BI)碳酸盐电解的合适废水需要比常规需要的接触器大5-14倍,从而导致过程经济不利。值得注意的是,我们表明捕获溶剂内部(BI)碳酸盐电解液的再生不足以恢复CO 2。因此,我们建议将该途径在操作上可行的过程修改。总体而言,这项工作阐明了使用(BI)碳酸盐电解的集成直接空气捕获的实际操作。a
该技术是独一无二的:HTL提供了有利的能量平衡,与其他废物到能量技术相比,使用较少的能量输入来产生高能量输出的生物夸张。此外,HTL有效地处理湿有机材料,从而避免了干燥原料或使用超临界条件的高能量需求。与热解和气化相比,这显着降低了能源消耗,这通常需要预先干燥和较高的操作温度(> 500°C)。htl在将湿生物量转化为生物蛋白酶时表明,能量回收效率高达60%,这意味着生产的生物蛋白能的能量含量明显大于加工所需的能量。这种高能源投资回报率(EROI)部分是由于HTL有效地将生物质转化为能量密集的碳氢化合物,与其他方法不同,可以将其直接改进到运输燃料中。因此,HTL提出了一种实用,节能的途径,将有机废物转化为可再生燃料,从而提高了其作为一种可持续和可扩展的废物技术的吸引力。
生物质联合热量和功率(CHP)技术最近引起了极大的兴趣。这项技术与间歇性的PV资源表现出协同兼容性,为农村地区提供可靠且环境可持续的能源提供,有效地满足了其对电力和供暖的要求[7,8]。参考[9]构建了一个具有生物量,PV和其他可再生能源的农村电力热能能源系统(IES),结果表明,生物质CHP的利用提高了生物量利用率的效率,并提高了IES的整体获利能力。参考[10]考虑了多个能量输入,构建了生物质CHP的联合操作优化模型,旨在整合电力和热供应系统的经济学和能源效率。在[11]中,开发了公园一级多能耦合系统中的能量调度策略。该策略涵盖了生物质CHP的整合,从而降低了公园内的碳排放强度。同时,它旨在优化公园的经济功能并扩大可再生能源消耗的整合。这些先前的研究为生物质CHP系统的实际应用铺平了道路。然而,值得注意的是,这些研究中研究的加热系统在“由热量”范式确定的“功率”中运行,这需要在热量输出和负载之间持续平衡。此操作模式限制了能源提供系统的能量利用效率和灵活性。
摘要:由于其良好的材料特性(例如耐腐蚀、耐磨、生物相容性),聚酰胺 12(PA12)等热塑性材料因可用作金属部件上的功能涂层而备受关注。为确保涂层的空间分辨力并缩短工艺链,通过激光束(DED-LB/P)进行聚合物粉末的定向能量沉积是一种很有前途的方法。由于特征吸收带,在 DED-LB/P 装置中使用波长为 1.94 µ m 的铥光纤激光器进行研究,以在无需添加任何吸收添加剂的情况下在不锈钢基材上生成 PA12 涂层。通过红外热成像分析了能量密度和粉末质量流量的影响。此外,还通过差示扫描量热法、激光扫描显微镜、光学显微镜和交叉切割测试对涂层进行了表征。本研究结果首次证明了使用铥光纤激光器实现无吸收体 DED-LB/P 工艺的基本可行性。可实现孔隙率低、附着力好的 PA12 涂层。根据特定应用的要求,必须在 PA12 涂层的密度和表面质量之间进行权衡。使用红外热成像技术适用于现场检测因能量输入过多而导致的工艺不稳定性。
纳米技术一直是科学界的重要学科。创新技术来生产高质量的纳米材料。在初始阶段,采用了常规合成技术,这既取决于致癌物质和重要的能量输入,以在纳米级生产材料。常规合成方法产生的污染需要开发更环保的合成方法。随着气候变化的有害影响变得更加广泛,科学家正在努力寻找解决方案,以抵消危险工业方法的破坏性影响。使用自然存在的生物系统合成纳米材料,称为“绿色”纳米材料合成。本综述以纳米颗粒合成的历史发展为中心,从传统技术开始,朝着更绿色的技术发展。将绿色合成与经典合成进行比较,前者同样有效,甚至更多。使用节能程序和自然衍生的起始材料,它提供了一种可持续的生产纳米材料的方法。根据最近的研究,将活性化学物质引入天然存在的生物系统(例如细菌,酵母,藻类和真菌)已产生了各种有用的纳米颗粒系统。因此,绿色合成在研究和大规模生产中的应用是克服传统合成方法局限性的可行方法。
首次实现了聚变“科学盈亏平衡”(即,目标增益 G 目标为 1,总聚变能量输出 > 激光能量输入)(此处,G 目标 ∼ 1.5)。本文报告了设计变更的物理原理,这些变更导致在国家点火装置上使用激光间接驱动进行首次受控聚变实验,以产生大于 1 的目标增益,并超过了之前根据劳森标准获得的点火所需的条件。成功的关键因素在于减少“滑行时间”(激光脉冲结束和内爆峰值压缩之间的持续时间)和最大化传递到“热点”(聚变燃料的产量产生部分)的内部能量。解释了滑行时间与动能向内能的最大效率转化之间的联系。不对称和流体动力学诱导混合的能量学后果是高产量大半径内爆设计实验和设计策略的一部分。本文展示了不对称和混合如何合并为一个关键关系。结果表明,混合会产生与内爆不对称影响类似的动能成本,从而将点火阈值转移到更高的内爆动能——这一因素通常不包含在广义劳森标准的大多数陈述中,但关键的必要修改显然已经显现出来。
摘要:基于Zn的金属的激光粉末床融合(LPBF)具有产生定制的可生物降解植入物的突出优势。然而,在Zn激光熔化期间发生了大规模蒸发,因此调节激光能量输入和气体屏蔽条件以消除LPBF过程中蒸发烟雾的负面影响成为一个关键问题。在这项研究中,建立了两个数值模型,以模拟扫描激光与Zn金属之间的相互作用以及屏蔽气流与蒸发烟雾之间的相互作用。第一个模型通过将蒸发对能量,动量和质量的保护作用进行影响,预测了不同激光输入的蒸发率。以蒸发速率作为输入,第二个模型通过采取气体循环系统的效果,包括几何设计和流量速率,预测了在屏蔽气流的不同条件下蒸发烟雾的消除效果。在涉及足够激光输入和优化的屏蔽气流的情况下,在LPBF过程中,蒸发烟雾有效地从加工室中删除。此外,通过比较纯锌和钛合金的LPBF来讨论表面质量致密性的影响。已建立的数值分析不仅有助于找到基于Zn的金属LPBF的足够激光输入和优化的屏蔽气流,而且还有益于理解LPBF工艺蒸发的影响。
循环经济概念(包括循环生物经济性)将当前的,本质上的线性经济体系转变为更可持续的经济体系。但是,组织和研究人员目前以不同的方式定义循环经济概念,从而导致不一致,并且在有效实施框架方面很难。 在本文中,我们提供了有关循环经济,生物经济和循环生物经济的概念定义的观点,概述了潜在的重叠和差异,并提出了一种统一的解释,强调了碳循环的重要性。 我们得出的结论是,循环经济的关键目标是基于可再生能源和无毒材料的基础,慢慢,狭窄和紧密的材料循环。 此外,可持续的生物经济不仅仅是通过可再生生物资源更改化石资源。 它需要低碳能量输入,可持续的供应链以及有希望的破坏性转化技术,以可再生生物库将可再生生物提供到高价值生物基于生物的产品,材料和燃料。 尤其是基于生物的圆形碳经济,强调通过光合作用捕获大气碳,并在最大程度上利用这一独特功能。 它位于循环经济与生物经济概念之间的交集,导致了一个框架,该框架着重于关闭碳循环,并强调有机会在技术层中通过将生物源碳用于以同一或改进的使用环境循环的产品和材料来在技术层中创建额外的碳水槽能力。但是,组织和研究人员目前以不同的方式定义循环经济概念,从而导致不一致,并且在有效实施框架方面很难。在本文中,我们提供了有关循环经济,生物经济和循环生物经济的概念定义的观点,概述了潜在的重叠和差异,并提出了一种统一的解释,强调了碳循环的重要性。我们得出的结论是,循环经济的关键目标是基于可再生能源和无毒材料的基础,慢慢,狭窄和紧密的材料循环。此外,可持续的生物经济不仅仅是通过可再生生物资源更改化石资源。它需要低碳能量输入,可持续的供应链以及有希望的破坏性转化技术,以可再生生物库将可再生生物提供到高价值生物基于生物的产品,材料和燃料。尤其是基于生物的圆形碳经济,强调通过光合作用捕获大气碳,并在最大程度上利用这一独特功能。它位于循环经济与生物经济概念之间的交集,导致了一个框架,该框架着重于关闭碳循环,并强调有机会在技术层中通过将生物源碳用于以同一或改进的使用环境循环的产品和材料来在技术层中创建额外的碳水槽能力。最后,可持续的循环生物经济过渡将需要一组构造所有产品和行业的一致指标。