能源与环保

正新型高效能摩擦纳米发电机问世由中国科学院北京纳米能源与系统研究所和美国佐治亚理工学院共同组成的科研团队设计和制作出了大功率的二维平面摩擦发电机,并成功展示了其通过收集环境中的机械能以实时驱动常规电子产品的能力。该高性能摩擦发电机推动了自驱动便携式电子设备的实用化进程,并为在大范围内收集机械能提供了全新的思路。     

基于双馈式风力发电机的研究与转子故障仿真

风电是我国能源构成的重要组成部分.本文选取了应用最广的双馈式风力发电机作为研究对象,通过分析其工作原理建立了双馈式风力发电机的数学模型.利用MATLAB软件对双馈式风力发电机进行建模,对并网前后及转子绕组匝间短路故障状态进行仿真分析,从而证明了所建模型的正确性.     

大中型汽轮发电机励磁方式选型探讨

通过对大中型汽轮发电机不同励磁方式的特点和应用上的比较,从发电机励磁系统对电力系统稳定性、发电机轴系安全性,继电保护等方面的影响以及经济性等方面进行分析论述,介绍发电机自并励静止励磁系统近年来在国内外大中型汽轮发电机中的应用,说明该励磁方式与其它励磁方式相比有较大的优越性.提出大中型汽轮发电机组推荐采用自并励励磁系统.     

基于NiFe2O4/BaTiO3复合摩擦材料的输出性能

摩擦材料是摩擦纳米发电机(TENG)的关键部件之一.将NiFe₂O₄/BaTiO₃纳米颗粒填充到聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane, PDMS)中,研究两种无机材料作为填料对发电机输出性能的影响,以获得具有更高输出性能的柔性摩擦纳米发电机.研究发现,NiFe₂O₄与BaTiO₃陶瓷颗粒均为多晶结构且结晶良好,两种纳米颗粒均能有效增强PDMS的电输出值,尤其NiFe₂O₄/BaTiO₃/PDMS复合膜的输出电压明显高于PDMS膜,且质量比为7.5∶2.5∶90的NiFe₂O₄/BaTiO₃/PDMS复合膜具有最高的输出电压值.     

自供电山体滑坡监测传感器的研制及应用

偏远山区作为滑坡易发区,受限于供电困难和安装成本高等问题,难以普及设站观察、卫星遥感等山体滑坡监测方法,为此提出一种基于摩擦纳米发电机（triboelectric nanogenerator, TENG）的自供能传感器,用于预警山体滑坡．该传感器为圆管状自供能传感器,使用聚四氟乙烯（polytetrafluoroethylene,PTFE）和铝（Al）作为传感单元的摩擦层,通过圆管内外磁铁的磁力作用使两摩擦层接触并跟随磁铁发生相对滑动．通过COMSOL软件仿真分析该传感器工作原理,并设计实验确定摩擦层材料宽度最优值．该自供能传感器具有磁体材料驱动内部TENG的新颖的结构和传感机制,分析其在不同相对滑动速度和分离距离下的输出电信号可得,当相对滑动速度为0.05 m/s时,输出电压为1.31 V,输出短路电流为0.17μA．在实验室模拟山体滑坡时,该自供能传感器输出电压为2.5 V,能够准确检测滑坡位置．研究拓展了TENG在地质灾害监测领域的发展和应用,为构建自供能传感器和自驱动系统提供了良好的选择．     

风力发电机发展现状及研究进展

风力发电机是实现风能转换为电能的核心部件之一.自上世纪70年代末以来,涌现了多种风力发电机拓扑结构及发电系统.针对现有国内外主要类型风力发电机的技术特点进行评述,分析比较不同类型风力发电机的经济技术性能,讨论风力发电机的最新发展趋势与研究进展,为我国风力发电研发工作提供参考.     

全球首台“微能耗”新型发电机研制成功

从深圳市专家工作联合会获悉．由深圳市专家工作联合会、环境工程专家工作委员会有关专家研发的全球首台“微能耗、零排放、无污染”新型发电机，在经过反复试验后宣告研制成功。这款新型发电机的最大优势在于微能耗、零排放．在无需外接能源的情况下就能长时间为用户供电。     

200MW水轮发电机励磁系统仿真研究

分析了发电机励磁控制系统的结构、控制原理;以200MW水轮发电机为例,对以PID控制方式的励磁控制系统进行了研究.在此基础上,基于MATLAB/Simulink软件,建立了同步发电机及其励磁调节系统仿真模型.并在Simulink环境下进行了系统发生三相短路故障的仿真.从仿真结果分析,系统发生短路故障时对发电机的稳定运行有很大的影响;参数合理的励磁调节器能使发电机在故障切除后较快的恢复稳定运行状态.     

超高摩擦电荷密度刷新摩擦纳米发电机性能纪录

正中国科学院北京纳米能源与系统研究所、美国佐治亚理工学院、天津大学的研究人员合作,首次利用真空环境和铁电材料将摩擦纳米发电机的可输出摩擦电荷密度提高了1个数量级、最大输出功率密度提高了2个数量级。摩擦纳米发电机具有质量轻、价格低、效率高等优势,在自驱动传感网络和大规模可再生蓝色能源领域应用前景广阔。功率密度和摩擦电荷密度是目前实现摩擦纳米发电机应用及商业化的关键,但此前     

井下涡轮发电机水力性能测试平台设计

通过对井下涡轮发电机的基本结构和工作原理的理论分析,确定井下涡轮发电机的主要性能参数,以及提高发电机输出性能的主要方法,针对性地设计了一套井下涡轮发电机水力性能测试平台,并对测控系统进行了测试.结果表明,测控系统能够实时采集和处理数据,并能进行电子调节阀的比例控制.     

我国提出基于摩擦发电机网络的海洋能采集方式

<正>中国科学院北京纳米能源与系统研究所的研究人员最新提出了一种基于摩擦发电机网络的海洋能采集方式。相较于现有的海洋能采集装置,基于摩擦发电机网络的发电技术具有以下显著优点:首先,其主要基于高分子材料与极少量金属电极材料的表面电荷效应,造价低廉,产品轻便,抗海水腐蚀性能好,适用于大规模生产,不仅能够对水流的机械能进行回收,还可漂     

自供能气体传感器研究进展

小尺寸、免维护、可移动的自供能系统尤其是自供能传感器具有非常广阔的应用前景。自供能系统本身可以从周围环境中收集能量并且转化为电能，为系统中各种功能器件的运行提供电源，因此自供能系统可以完全独立地实现特定的功能，而且能持续地工作。将收集环境中风能、太阳能、机械能等微小能量的自供能系统应用到气体传感器领域的研究十分有意义。目前，自供能气体传感器的实现有两种方式:一种是发展能收集环境中能量的设备去驱动传统的传感器，另外一种是自供能有源传感器，而第一种自供能气体传感器可以通过自身收集环境能量并对气体做出响应。该文对目前国内外基于收集风能、机械能以及太阳能的自供能气体传感器的设计方法、工作原理和特点进行了总结，为今后一体化集成式自供能气体传感器的研制提供参考。     

分布式电源并网数学模型对比分析

分布式发电(Distributed Generation,DG)技术可以提高能源转换和利用效率并充分利用可再生能源.不同种类的分布式电源发电原理不同,需要的可再生能源不同,在DG规划阶段需要确定潮流计算时不同类型DG的节点类型并相应建立数学模型.研究了不同分布式电源基于不同发电原理下的各种数学模型,着重研究了同一种分布式电源(风力发电机)在考虑功率因数影响下,选取不同原理的数学模型可得到不同的出力.算例结果表明同一种分布式电源选择不同的数学模型会对系统的潮流分布产生不同的影响.     

带微处理机的准同期控制器的研究

本文介绍了一种能实现电力系统同步发电机快速并网的新方法。其原理是采用微处理机技术,使同步发电机在并列条件一出现时,平稳地并入电网。     

基于ZigBee的风力发电机齿轮箱故障诊断系统

ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术.针对风力发电机工作环境复杂、要求监测点较多、齿轮箱相对体积较小、维修困难等特点,提出将ZigBee技术应用于风力发电机齿轮箱的信号采集,并分析了采集信号.根据信号分析结果,对齿轮箱做出故障诊断.     

可拓创新方法在发电机创新设计中的应用

为辅助发电机产品的创新设计,提高设计效率,本文尝试将可拓创新方法应用于发电机创新设计,并给出设计的一般流程与步骤。先从发电机的缺点出发,设定设计目标,建立设计目标的基元模型;再对其实现的功能、原理和结构进行分析,并建立原发电机的基元模型;然后利用拓展分析与可拓变换方法,获得多个发电机设计的新创意;最后通过优度评价和专利查询,获得较优且有效的设计创意,再具体化为创新设计方案。以典型的直流发电机设计为例,先获得多个有效创意设计,并具体化为设计方案,再经实验验证其具有可行性与有效性。因此认为将可拓创新方法应用在发电机创新设计中具有一定的前景。     

光热转换系统中强化结构对纳米流体自然对流换热的影响

为了改善光热转换系统中换热介质的自然对流,文中研究了两种微凸起结构(三角形和矩形)、两种温差(ΔT=1 K,ΔT=10 K)、两种纳米流体(CuO/Cu-H_(2)O纳米流体和CuO-H_(2)O纳米流体)和不同纳米流体体积分数(φ=0.01、0.03和0.05)对光热转换系统中工质自然对流换热特性的影响.研究发现,CuO-H_(2)O纳米流体和CuO/Cu-H_(2)O纳米流体的自由对流换热效率比水高.在三角形凸起结构中,当温差为1 K和10 K时,CuO/Cu-H_(2)O和CuO-H_(2)O纳米流体的自然对流换热效率分别比水增强了16.8%、11.1%、10%和5.6%.在矩形凸起结构中,当温差为1 K和10 K时,CuO/Cu-H_(2)O和CuO-H_(2)O纳米流体的自然对流换热效率分别比水增强了10.9%、4.4%、6.3%和2.6%.另外,三角形凸起结构比矩形凸起结构更有利于强化自由对流换热.     

虚拟同步发电机与同步发电机动态特性的比较分析

针对虚拟同步发电机(VSG)与同步发电机并联混合供电配合困难问题,需明确VSG与同步发电机动态性能上的差异。首先介绍了VSG控制原理,并建立数学模型,同时在数学推导的基础上,从惯量功率和频率动态响应两方面对逆变器与同步发电机动态性能进行分析。针对动态特性的不同,根据频率响应时间及功率震荡程度重新整定VSG控制参数,以减少两者动态特性差异。最后通过仿真分析指出,VSG在不同运行工况下所需要的转动惯量不同,通过调整控制参数使VSG控制的逆变器动态特性更加接近同步发电机的,甚至优于同步发电机的。     

柴油发电机在广电中心供电系统的应用

数字化技术在广播电视领域的广泛应用,对供电可靠性提出了更高要求。不间断供电、零秒停播等决定了安徽省广播电影电视局中心变电所要在原有两路独立电源的基础上增设第三路电源,即自备发电机,提供极端情况下的供电保障。柴油发电机的应用提高了中心变电所的供电安全等级。     

纳米热电材料研究(英文)

随着环境和能源问题日益突出,利用热电材料将废热直接转换为电能,对于降低人类对化石能源的依赖起着重要的作用.目前,热电材料已应用于生物电源、光电器件、深空探测等设施.对纳米结构的热电材料进行了阐述,分析了纳米热电材料的结构特点、制备方法、晶格热导、声子散射、超晶格、热电性能及影响因素.探讨了进一步开发新型纳米热电材料的发展方向.