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未來智能變壓器如何調控電流來讓電網穩定可用

該信息來自:本站 發表時間:2019-04-18 10:51:23

世界在進步,那是因為人類的文明在進步,是的,處在文明輝煌時代的我們,永遠也忘不了那些偉大的名字:“牛頓、愛迪生、畢升、蔡倫、貝爾……”,這些名字是人類的驕傲,我們相信文明的車輪永遠也不會停息,因為我們擁有偉大的夢想,夜晚,當我們仰望星空時,那無盡的浩瀚,是否讓你感到心悸和激動。

在一個布滿電線以模擬一個居民區的實驗室中,阿歷克斯·黃(Alex Huang)正在嘗試為其重新構建一個更像是互聯網的電力網——電力不是從一個中心電站輸出到各個點,而是從好幾個不同位置的電源智能變壓器如何調控電流來讓電網穩定可用。輸出,并挑選最為合適的路徑到達用電處。最終,北卡羅來納州立大學的電力工程教授阿歷克斯·黃重新設計的變壓器能夠即時降低電壓,將其分配在整個居民區中,以適用于家庭和辦公室。

他的新變壓器可以讓電網輕松應對超出它設計承載能力的情況,例如為大批量的電動車充電,從家用太陽能板中接入額外的電流。家庭與商業用智能電表可以提供電流的細粒度信息,但是對電流的精細控制同樣重要。這不僅僅是出于讓電網穩定的考慮,也可以更好地平衡電力供給與需求,減少電力波動,也就減少了必備的保證電力供應的電廠數量。

“在電網與家庭用電之間我們需要一種全新的設備來提供緩沖,以讓電網保持穩定而不必顧及家庭用電的起落,”阿歷克斯·黃說。傳統的變壓器只能處理交流電,如要改變電流走向,則需手動調整或依靠大型的機電開關,黃教授的期望是研發一種緊湊型變壓器,像處理交流電那樣處理直流電,并可以電動控制,這樣便可對電力供應和需求的波動進行即時反應。

例如,如果一位鄰居將他的電動車接上了交流電源,變壓器便做出反應,從其他鄰居的太陽能板上接通不用的直流電來為其充電。為了造出這樣一個變壓器,從 2008年開始,黃教授對能夠應對數千伏高壓的晶體管及其他半導體設備進行了研究,主要是在北卡羅來納州立大學建立了未來可再生電力傳輸與管理系統中心(Future Renewable Electric EnergyDelivery and Management SystemsCenter)。他的第一個變壓器采用硅基元件,但是硅在大量的高壓電力下很不可靠,因此阿歷克斯·黃開創性地使用硅 -碳化合物(SiC)或鎵 - 氮化合物(GaN)半導體為基礎元件,使其在高壓電力下應用更為可靠。

他期望在兩年內做出一個測試版本的硅 - 碳變壓器,并在五年內做出能夠進行實用測試的設備。阿歷克斯·黃的變壓器將能夠為電網連接上太陽能板或電動車,簡便得就像給電腦連接一個數碼相機或打印機。只要小型的清潔電力源能夠成為電網的一個組成部分,便能夠減低我們對化石燃料的依賴。他說:“當許多許多我們所希望的可再生、可持續能源的小型發電機累積到一定程度,其對社會的真正益處便會體現出來?!报D―大衛·弗里德曼

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