增強型電容器支持全球實現綠色能源的長遠目標
發布時間:2009-09-16 來源:電子工程專輯
機遇與挑戰:
- 京都議定書約束各簽約國政府設定了發展可持續能源的目標
- 以目前的技術來看,太陽能電池所采集到的能量實際上是相當少
相關數據:
- 歐洲計劃到2011年,可再生能源的發電量所占的比例至少要達到3.5%
- 德國政府希望將可再生能源的發電量所占的比例在2020年提高到20%
quanqiudejuedabufenguojiadouyijingqianshulejingdouyidingshu,qichenggongzhichuzaiyugeqianyueguozhengfushedinglefazhankechixunengyuandemubiao,bingxiangzhezheyimubiaozainuli,ruouzhoujihuadao2011年,可再生能源的發電量所占的比例至少要達到3.5%,德國政府希望將這個比例在2020年提高到20%。實際上,達到這些目標需要綜合使用幾種技術,主要是水能、太陽能和風能。水能的開發和利用由來已久,其提升的空間已經不大,因此成功實現京都議定書目標的重任落在了太陽能和風能上。
以目前的技術來看,太陽能電池所采集到的能量實際上是相當少的,如一塊太陽能電池產生的電壓隻有1.6電子伏特。因此,風能更受到各國的親睞:截至2007年,全球有26個ge國guo家jia已yi經jing在zai海hai岸an和he內nei陸lu的de風feng場chang安an裝zhuang了le風feng力li發fa電dian裝zhuang置zhi,所suo采cai集ji的de能neng量liang可ke以yi為wei數shu千qian戶hu家jia庭ting提ti供gong照zhao明ming用yong電dian。在zai這zhe些xie國guo家jia中zhong,中zhong國guo的de風feng力li發fa電dian機ji數shu量liang排pai在zai前qian5位,並計劃將風力發電的裝機容量在2020年提高到100000MW,這差不多等於目前全球風場的總裝機容量。而其他國家也正計劃在同樣的時間內,大大增加風力發電的裝機容量。
目前各國政府鼓勵風能發電的重要措施是推動家庭或商業用戶安裝風機,將他們變為“微型發電機” ,他們可以將未用的電能反饋進電網,換取當地電力公司的電費減免。風能在給人們帶來清潔、可持續的能源的同時,也提出了很多新的挑戰,如要在無法控製的自然條件下生產出高質量的電能、如何利用有限的風能產生更多的電能、實用級風場的地理位置決定了對風力發電機組可靠性的苛刻要求、綠色能源的特性所要求的環境友好的係統特性等等。
為保證利用風力所產生的電能可被終端用戶直接使用或是輸送到電網裏去、具ju有you適shi當dang質zhi量liang的de穩wen壓ya輸shu出chu。風feng能neng市shi場chang的de用yong戶hu使shi用yong了le各ge種zhong各ge樣yang的de技ji術shu來lai提ti升sheng這zhe種zhong相xiang對dui噪zao聲sheng很hen多duo的de電dian源yuan信xin號hao。許xu多duo電dian子zi逆ni變bian器qi係xi統tong使shi用yong帶dai有you鋁lv電dian解jie電容器的直流母線(DC link)來平滑變頻器的DC-link電壓。鍍金屬聚丙烯薄膜電容器也適用於這種應用,可以做為替代產品來使用。
用於平滑DC link電(dian)壓(ya)的(de)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)電(dian)壓(ya)等(deng)級(ji)一(yi)般(ban)都(dou)很(hen)高(gao),帶(dai)有(you)螺(luo)絲(si)端(duan)子(zi),一(yi)般(ban)組(zu)裝(zhuang)成(cheng)電(dian)容(rong)器(qi)組(zu)的(de)形(xing)式(shi)。這(zhe)些(xie)電(dian)容(rong)器(qi)具(ju)有(you)高(gao)紋(wen)波(bo)電(dian)流(liu),以(yi)便(bian)承(cheng)受(shou)負(fu)載(zai)的(de)改(gai)變(bian),以(yi)及(ji)施(shi)加(jia)到(dao)DC link整流輸入上的電流瞬變,使器件能夠長期可靠地工作。
對於實用級的風力發電機和其他可能接入電網的裝置,法律要求必須提供功率因數校正(PFC)功gong能neng,這zhe對dui保bao持chi傳chuan輸shu網wang的de效xiao率lv和he防fang止zhi損sun害hai電dian網wang中zhong的de其qi他ta設she備bei是shi是shi非fei必bi要yao的de。由you於yu具ju有you低di損sun耗hao和he高gao電dian流liu密mi度du,采cai用yong鍍du金jin屬shu聚ju合he物wu薄bo膜mo技ji術shu的deAC大(da)電(dian)流(liu)功(gong)率(lv)電(dian)容(rong)器(qi)最(zui)適(shi)合(he)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)校(xiao)正(zheng)。電(dian)機(ji)轉(zhuan)子(zi)產(chan)生(sheng)的(de)原(yuan)始(shi)交(jiao)流(liu)電(dian)本(ben)來(lai)就(jiu)是(shi)變(bian)化(hua)的(de),這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)風(feng)力(li)發(fa)電(dian)機(ji)需(xu)要(yao)很(hen)大(da)的(de)電(dian)容(rong)器(qi)組(zu),在(zai)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)的(de)控(kong)製(zhi)下(xia),電(dian)容(rong)器(qi)組(zu)逐(zhu)級(ji)地(di)切(qie)入(ru)和(he)切(qie)出(chu)電(dian)路(lu)。管(guan)理(li)係(xi)統(tong)會(hui)不(bu)斷(duan)監(jian)控(kong)實(shi)際(ji)的(de)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu),使(shi)之(zhi)向(xiang)目(mu)標(biao)值(zhi)靠(kao)近(jin)。
為了進一步提高係統的整體效率,目前PFC電容器陣列正傾向於使用湧入斜坡前置電阻進行保護,前置電阻隻在切換電容器時投入電路,節約了以往由於線圈所造成的電流損耗。
大da型xing風feng場chang的de風feng力li比bi較jiao穩wen定ding和he可ke靠kao,但dan這zhe些xie實shi用yong級ji風feng場chang絕jue大da部bu分fen都dou在zai人ren煙yan稀xi少shao的de地di區qu,因yin此ci對dui風feng力li發fa電dian機ji的de基ji本ben要yao求qiu包bao括kuo高gao可ke靠kao性xing和he可ke用yong性xing,以yi及ji長chang維wei護hu間jian隔ge。這zhe一yi點dian對dui想xiang要yao保bao證zheng持chi續xu穩wen定ding的de電dian力li供gong應ying和he盈ying利li的de電dian力li公gong司si非fei常chang重zhong要yao。這zhe一yi要yao求qiu也ye被bei傳chuan遞di到dao了le設she備bei製zhi造zao商shang,電dian容rong器qi製zhi造zao商shang更geng是shi設she備bei質zhi量liang的de重zhong要yao保bao證zheng。
dianrongqizhizaoshangtebiezhongshichangshoumingheguzhangbaohucaozuozhexiejiduanyaoqiu,tebieshidangdianrongqiyongzaifenglifadianzhuangzhizhongshi。duonianyilai,quanxiangguoyaladuanrongduanqixitongzaixuduoyingyonglidoubiaoxianchulelianghaodexingneng:當(dang)器(qi)件(jian)內(nei)部(bu)壓(ya)力(li)達(da)到(dao)門(men)限(xian)值(zhi)後(hou),過(guo)壓(ya)會(hui)使(shi)器(qi)件(jian)的(de)表(biao)皮(pi)膨(peng)脹(zhang),膨(peng)脹(zhang)超(chao)過(guo)一(yi)定(ding)限(xian)度(du)就(jiu)會(hui)觸(chu)發(fa)內(nei)部(bu)熔(rong)斷(duan)器(qi)拉(la)斷(duan)並(bing)切(qie)斷(duan)電(dian)容(rong)器(qi)電(dian)極(ji),進(jin)而(er)把(ba)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)電(dian)極(ji)從(cong)電(dian)源(yuan)斷(duan)開(kai),因(yin)此(ci)不(bu)會(hui)產(chan)生(sheng)有(you)害(hai)的(de)電(dian)弧(hu)。
線(xian)圈(quan)的(de)堆(dui)迭(die)式(shi)裝(zhuang)配(pei)能(neng)夠(gou)保(bao)證(zheng)繞(rao)組(zu)單(dan)元(yuan)的(de)相(xiang)鄰(lin)接(jie)觸(chu)區(qu)連(lian)到(dao)同(tong)一(yi)個(ge)線(xian)路(lu)接(jie)線(xian)端(duan)上(shang),可(ke)以(yi)防(fang)止(zhi)接(jie)線(xian)端(duan)之(zhi)間(jian)的(de)高(gao)能(neng)短(duan)路(lu)風(feng)險(xian),還(hai)能(neng)確(que)保(bao)每(mei)個(ge)繞(rao)組(zu)單(dan)元(yuan)與(yu)接(jie)線(xian)端(duan)的(de)焊(han)接(jie)處(chu)有(you)相(xiang)同(tong)的(de)接(jie)觸(chu)麵(mian)積(ji),使(shi)器(qi)件(jian)的(de)動(dong)作(zuo)整(zheng)齊(qi)一(yi)致(zhi),實(shi)現(xian)最(zui)佳(jia)的(de)效(xiao)率(lv)。
weimanzuxitongduigenggaokekaoxinghechangshoumingdeyaoqiu,dianrongqizhizaoshangfeichangzhuzhongtigaolengquexiaolv。zheyidiankeyicongyongyukezaishengnengyuanzhuanhuandedianrongqicaiyongdexinwaixingshangkanchulai,xinshejidewaixingqiangtiaoyouhuabiaomianjiyuqijianzongtijidebili。yudianrongliangxiangdangdechuantongdianrongqixiangbi,caiyong84mm等deng直zhi徑jing尺chi寸cun的de細xi圓yuan柱zhu型xing外wai殼ke可ke確que保bao高gao導dao熱re能neng力li,降jiang低di繞rao組zu單dan元yuan的de內nei部bu溫wen度du,延yan長chang在zai高gao負fu載zai情qing況kuang下xia電dian容rong器qi的de預yu期qi壽shou命ming。經jing過guo優you化hua的de聚ju丙bing烯xi薄bo膜mo電dian容rong器qi的de典dian型xing預yu期qi壽shou命ming超chao過guo了le150,000小時;如果外殼的最高溫度保持在65℃以下,直徑84mm的最新器件可承受每單位最高50A的過流。
zuoweizhizuolvsenengyuandeshebei,qizuijibendeqiantishitayaoduihuanjingyouhao。yincizhizaoshangtebiezhuyiweidianrongqitianchongheshidehunhewu。muqiandeganshidianrongqiheyoujindianrongqidoushikeyixuanzede:幹式電容器中的惰性氣體本身對環境是無害的;油浸電容器可能會更合適,其所填充的可生物降解植物基油的導熱率比惰性氣體大約高7倍,而且即便意外泄露時也不會對環境造成破壞。
結論
風能已經在全世界很多國家的能源戰略中占有了一席之地,而且更多的分布式能源基礎設施在個人用戶當中流行開來。既要考慮到政府/電力公司的大項目與消費者的微型發電機並存的狀況,還要顧及企業對價格的承受能力,因此需要製造商提供高質量、高效率、價格敏感、可靠,而且製造商會長期持久投資的設備。這種需求不單針對風力發電機本身,也包括功率轉換和控製單元。
在這些控製單元中,電容器在調節和管理渦輪驅動發電機產生的電力方麵發揮著關鍵作用。Vishay作為全球最大的電容器設計、生產廠商之一,正在與業內同仁一起攜手推出不僅滿足應用和環保提出的特殊要求,而且更具有明顯超出標準器件的性能、可靠性和耐用性的高性價比器件。
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