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英國南安普敦大學(xué)下屬Perpetuum公司稱其研制的振動(dòng)發(fā)電裝置PMG17是一種安全且耐用的電池和硬線供電設(shè)備替代品。這種微型發(fā)電機(jī)利用精心設(shè)計(jì)的共鳴磁鐵和線圈布置將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電力,從而為整個(gè)無線傳感系統(tǒng)提供動(dòng)力。此微型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力足夠通過多種無線網(wǎng)絡(luò)為幾個(gè)低能耗無線傳感器提供電力。柴油發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn):(1)、燃油經(jīng)濟(jì)、熱效高、工況變化時(shí),燃油消耗率曲線變化比較平坦,低負(fù)荷下也經(jīng)濟(jì)(2)、工作可靠、耐久。
當(dāng)Perpetuum的技術(shù)經(jīng)理SteveRoberts于2005年加入南安普敦大學(xué)的這家下屬公司時(shí),他面臨的挑戰(zhàn)是將一個(gè)“概念驗(yàn)證”品轉(zhuǎn)化為一個(gè)可申請(qǐng)并且具有市場價(jià)值的產(chǎn)品,并且使其能夠作為無線傳感器可靠、安全且無需維護(hù)的電力來源,使用壽命至少20年。Roberts說:“雖然我們知道振動(dòng)發(fā)電機(jī)的原理已經(jīng)很多年了,而在石油行業(yè)無線傳感器方面的進(jìn)步真正給了我們開發(fā)具有市場價(jià)值產(chǎn)品的動(dòng)力。停機(jī)期間的費(fèi)用--如海上石油生產(chǎn)平臺(tái)--是巨大的,所以操作者們廣泛利用傳感器以確保及早(在引發(fā)故障之前)發(fā)現(xiàn)破損和潛在問題。在石油行業(yè),一般來說,安裝一個(gè)硬線傳感器大約要花費(fèi)3萬美元,所以你可以正確鑒別為什么使用無線傳感器是如此大的進(jìn)步?!惫S負(fù)責(zé)人利用加速表和溫度計(jì)來監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、泵和壓縮機(jī)等設(shè)備的軸承和轉(zhuǎn)子。溫度升高或不正常的振動(dòng)表明存在終可能導(dǎo)致機(jī)器故障的缺陷。通過對(duì)機(jī)器的溫度和振動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè),工程師可以了解其狀況并預(yù)測(cè)機(jī)器故障。這樣就可以采取預(yù)防措施,如有計(jì)劃的保養(yǎng)和維修,以避免因停機(jī)而產(chǎn)生的巨大損失。而圓盤很大一步在外面沒有做切割磁感線運(yùn)動(dòng),這樣就浪費(fèi)了很大一部分的機(jī)械能,發(fā)電的效率大打折扣。
迄今為止,大多數(shù)監(jiān)測(cè)都是通過昂貴的硬線傳感器或的維修人員利用手持監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行檢查來完成的。Perpetuum的振動(dòng)發(fā)電裝置可以使其能夠長期對(duì)重要生產(chǎn)線或機(jī)器進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)測(cè)并提高經(jīng)濟(jì)效益。這種微型發(fā)電機(jī)如今已經(jīng)得到了石油行業(yè)的認(rèn)可,并在幾個(gè)加油站進(jìn)行使用,包括殼牌在挪威的Nyhamna工廠,它為無線震動(dòng)和溫度傳感器提供電力。據(jù)殼牌稱,在挪威的試點(diǎn),無線振動(dòng)和溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)取得成功,開辟了無線技術(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)操作在全球應(yīng)用的道路。殼牌在全球有2000萬個(gè)傳感器點(diǎn),它計(jì)劃在未來的10年內(nèi)都轉(zhuǎn)換為無線傳感器。近年來新研制的無人值守的全自動(dòng)應(yīng)急電站,更加擴(kuò)大了該種發(fā)電機(jī)組的使用范圍。
1 采用更大功率和更多的電力電子器件
風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率范圍設(shè)計(jì)得越來越大,雖然對(duì)于輸出功率來說位置是重要的因素。陸上風(fēng)力發(fā)電機(jī)中,3MW發(fā)電機(jī)組已被證明是適用的,與此同時(shí)輸出功率為5MW或更高的海上風(fēng)電場則是更好的解決方案。如果兩種類型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組-雙饋異步電機(jī)和帶有全功率轉(zhuǎn)換器的同步/異步發(fā)電機(jī)都能夠提供相同的輸出,全功率轉(zhuǎn)換器的功率必須高出5倍。而這又意味著需要5倍容量的電力電子器件。但是,必須考慮到雙饋異步電機(jī)的輸出頻率低,通常只需要增大到3~3.5倍。柴油發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)/停機(jī)一、手動(dòng)試機(jī)1、發(fā)電機(jī)手動(dòng)啟動(dòng):先測(cè)試警報(bào)系統(tǒng)正常后,將控制開關(guān)切于手動(dòng)(MAN)位置后,發(fā)電機(jī)即可自行啟動(dòng)。
然而,電力電子技術(shù)不僅越來越普及,事實(shí)上,它們滿足的要求也正不斷地改變。由于在雙饋異步電機(jī)中半導(dǎo)體在低溫時(shí)的熱度不同,必須采取保護(hù)機(jī)制才能夠處理。組件必須滿足不斷變化的要求的原因是極端氣候條件。例如,海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)受高濕度的影響,而位于美國德克薩斯州的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組則暴露在高溫下。因此,使用的冷卻系統(tǒng)必須采用不同的設(shè)計(jì)。因此,基于豐富的經(jīng)驗(yàn)為各種應(yīng)用開發(fā)冷卻解決方案是重要的。在石油行業(yè),一般來說,安裝一個(gè)硬線傳感器大約要花費(fèi)3萬美元,所以你可以正確鑒別為什么使用無線傳感器是如此大的進(jìn)步。
2 解決效率和過壓問題
逆變器效率在98%~99%之間。一個(gè)6MW的全功率轉(zhuǎn)換器由于效率問題將損失約100kW。在冷卻方面,這些緊湊型系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量是電子元件的主要問題。如果過冷,將導(dǎo)致在散熱器上形成凝結(jié)。這是必須加以考慮的,特別是在高濕度地區(qū)。
另一項(xiàng)挑戰(zhàn)是巨大電流換向時(shí)產(chǎn)生的過壓。由于為500A或者更高電流而設(shè)計(jì)的模塊已經(jīng)向一個(gè)相對(duì)大的空間擴(kuò)展,它們的雜散電感是不容忽視的。為了應(yīng)對(duì)這兩個(gè)問題,不僅需要一個(gè)智能的、考慮周全的冷卻概念,還需要更好的直流環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)。需要能夠幫助充分利用風(fēng)力發(fā)電的專業(yè)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)過優(yōu)化的模塊,以滿足風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)營者的需求。2、安裝地的周圍應(yīng)保持清潔,避免在附近放置能產(chǎn)生酸性、堿性等腐蝕性氣體和蒸汽的物品。
截止2009年底,全球安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組總輸出功率為122GW,其中57GW采用了賽米控開發(fā)的方案。
3 設(shè)計(jì)和封裝技術(shù)的改進(jìn)
緊湊型設(shè)計(jì)中的高可靠性和使用壽命長是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的首要任務(wù),特別是因?yàn)橄到y(tǒng)維護(hù)費(fèi)用昂貴且復(fù)雜,會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失,因?yàn)橥C(jī)時(shí)無法產(chǎn)生電能從而沒有收益。風(fēng)力發(fā)電單元(WPU)20年的短使用壽命歸結(jié)于SKiiP?模塊及其可靠的封裝技術(shù)。這是一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn),特別是考慮到海上風(fēng)電場增加這一趨勢(shì)。在1998年前,國內(nèi)發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水處理主要以加緩蝕劑處理技術(shù)為主。
4 加大全功率轉(zhuǎn)換器是大勢(shì)所趨
采用電力電子技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)在世界各地越來越普及。例如,中國和美國大量依靠風(fēng)力發(fā)電以滿足日益增長的能源需求。在提供有吸引力的能源補(bǔ)貼計(jì)劃的國家中,可以看出風(fēng)力發(fā)電機(jī)組數(shù)量明顯增加。
另一個(gè)明顯的趨勢(shì)是擺脫雙饋異步電機(jī),轉(zhuǎn)向全功率轉(zhuǎn)換器,因?yàn)楹笳吒菀鬃屵\(yùn)營者的要求得到滿足,電網(wǎng)質(zhì)量得到提高。
訂購發(fā)電機(jī)組需要注意的事項(xiàng)柴油發(fā)電機(jī)組的出口檢驗(yàn)是依據(jù)合同規(guī)定或技術(shù)協(xié)議的有關(guān)技術(shù)或經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn),用戶在選擇和簽約時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)如果使用環(huán)境條件與柴油發(fā)電機(jī)組標(biāo)定的環(huán)境條件值有差距時(shí),應(yīng)在簽約時(shí)說明溫度、濕度及海拔高度值,以提供適宜的機(jī)型和配套設(shè)備;
(2)說明使用中采取的冷卻方式,特別是大容量機(jī)組,更應(yīng)注意;
(3)定購時(shí),除應(yīng)說明機(jī)組型號(hào)外,還要說明選用何種機(jī)型;
(4)正常供貨時(shí),提供一定量的易損件,另有需要,亦應(yīng)說明。