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十二五”时期,我国风电装机容量占发电总容量比例将进一步加大,出于电网考虑,风电机组必须在“低电压穿越”保障下“御风而行”。据中国 发改委能源研究所有关人士透露,2020年陆地风电的成本将与煤电持平,之后风电将逐步脱离 补贴,“降低成本”也成为风电行业未来发展面临的新的“瓶颈”。南车株洲电机有限公司成功推出2.5MW高速永磁同步风力发电机,实现了发电机低成本制造,使机组极易实现低电压穿越,在国内处于技术领先水平。
永磁同步风力发电机由于机械损耗小、运行效率高、维护成本低等优点成为继双馈感应风电机组之后的又一重要风力发电机型受到广泛关注,并逐渐开始投入使用。永磁同步风力发电系统基本结构如图1所示,它主要由风力机、永磁同步发动机、变频器和变压器组成。
(1)基本原理永磁同步风力发电的基本原理,就是利用风力带动风力机叶片旋转,拖动永磁同步发电机的转子旋转,实现发电。永磁同步风力发电系统和笼型变速恒频风力发电系统类似,只是所采用的发电机为永磁式发电机,转子为永磁式结构,不需外部提供励磁电源,提高了效率。
在质谱分析中,离子化是将中性分子带上电荷的关键的 步。现在商用的离子化方法大多依靠直流(DC)高压在离子源中将样品分子转化为气相离子。但是,在电离化过程中,离子的数量(Q)并不受电压(V)控制。因此,当前所有的离子化方法都没有实现对离子数量进行控制。而且,如果使用传统高压电源,绝大部分(99%)的电荷/电流以及离子是浪费掉的。因而,目前质谱分析在提高灵敏度、样品利用率以及占空比等发展方向上具有重大瓶颈。并且,传统使用的高压电源具有耗费高、难以携带、不等缺点。
固定电荷量的高压输出恰好是摩擦纳米发电机(TENG)的一个本质特性。在佐治亚理工学院、中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林和Facundo Fernández共同指导下,李安寅和訾云龙组成了跨院系合作团队,用TENG驱动离子源,实现了离子源在电荷数量、正负极性、信号长短等诸多方面的控制。该工作为质谱分析提供了一个全新的可控参数,也是纳米发电机在大型分析仪器首次应用。相关工作开辟了崭新的研究和应用领域,并于近日发表于 一期的《自然-纳米技术》(Nature Nanotechnology)。
首先,该团队利用TENG成功实现了电喷雾离子化和等离子体放电离子化。由TENG提供的固定电荷量对离子化过程实现了前所未有的控制。该团队实现了纳库精度(nanoColoumb)的可控离子产生,并提出了相关的物理模型。通过TENG的驱动,离子脉冲的持续时间、频率、带电性都可以得到有效控制,并实现了小化的样品消耗。TENG的微量电荷避免了质谱分析中DC高电压下常见的电晕放电现象,从而首次实现了超高电压(5-9千伏)纳电喷雾(nanoESI)。该方法提高在低浓度下的电喷雾离子源的灵敏度,并 化样品的利用率。TENG驱动的离子化所实现的质谱分析被成功用于检测各种有机小分子和生物大分子,并达到了可以检测到几百个分子的灵敏度。TENG驱动的交流离子喷雾还被用于在绝缘表面进行沉积离子材料。
该研究对于质谱分析和TENG两个领域的发展都具有开创性意义。
首先,该研究首次实现了离子化过程中电荷数量的控制,为质谱分析带来了一个全新的可控参数,提高了分析精度,提供了分析非常少量样品的能力,为化学、生物检测的质谱方法的瓶颈难题提供了新的可能。并且,使用TENG可以使研究人员将喷雾时间与质谱分析时间同步起来,实现样品的 化利用。
同时,TENG取代了质谱设备上原有的离子喷雾电源,为小型质谱设备实现便携化并在极端条件下(例如军事或航天上)应用提供了可能。
我国柴油发电机组市场近几年发展速度很快,2003年到2005年由于缺电的影响,我国柴油发电机组市场发展迅速。由于缺电导致电荒的发生,一些工厂、企业备用电源变成了一个必须的任务,发电机组的销量在这一段时间急速上升,致使厂家的产量供不应求。2006年以来,尽管国内外市场成品油价格纷纷上涨,但柴油发电机组市场好像并未受到高油价的影响,仍然具备较高需求。从而2004年到今,我国企业柴油发电机设备国际招标73项,其中2004年29项,2005年27项,06年前5个月,发布招标信息17项,其需求量在众多电力设备招标采购中首屈一指。由此可见,柴油发电机组市场需求量仍然很大,高油价并未对其产生多大的冲击。过去两年柴油发电机的热销使得柴油发电机组的市场行情余热未退,未来几年的市场仍将有很大的发展空间,尤其是我国经济发达的地区,例如珠三角地区,企业兴起一股自己发电热,而这也使昔日寻常的发电机组,延续着电荒过后的热头;同时华东地区作为中国经济活跃的地区,为了应急之需,一些城市已经鼓励应用柴油发电机。
目前来看热销势头仍将持续很长一段时间,虽然我国水电站或者是农村中小水电站目前正在不断的建设,而且近两年是高峰期,从立项到审批到开工也需要半年,一年,甚至更长的时间,到电站建设完成需要2-3年甚至是年的时间周期,因此对于我国目前短期内电力的缓解作用不大,尤其是对于华东华南地区。因此,未来两年对柴油机组的旺盛需求下降不会很大。而且一些商业店铺、政府、银行等都购买自备发电机组应对电力紧张局面。
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