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2021年第4期(发布时间: Sep 1, 2021 发布者:杜敏)  下载: 2021年第4期.doc       全选  导出
1   2021-08-23 21:21:08.05 潮汐能发电的精细水环境建模:西萨默塞特泻湖案例研究 (点击量:12)

摘要

潮汐能发电方案的性能会对海洋环境和生态产生影响,准确评估潮汐能发电方案的水文环境影响对于优化此类方案的设计和开发至关重要。本研究调查了一个新的海岸沿海蓄水区,即西萨默塞特泻湖,并对数值模型TELEMAC-2D进行了改进,以模拟该方案对布里斯托尔海峡和塞文河口的影响。通过在涡轮机位置实施动量源项,应用区域分解将子域之间的全动量守恒包含在模型中。结果证实了在潮汐泻湖涡轮机械效应建模中包含全动量守恒的重要性。结果发现,该方案的实施使布里斯托尔海峡和塞文河口的高水位略有下降,而低潮间带区域的水位有所下降。预计布里斯托尔海峡内部的最大流速和床层剪应力将增加,而在远离涡轮机尾流的泻湖大部分区域内部,最大流速和床层剪应力将显著降低。此外,泻湖的运行显著改善了该地区的水更新。

2   2021-08-17 21:40:21.887 雨水对光伏系统的影响 (点击量:13)

摘要

光伏技术可以被视为未来可持续发展的关键能源,因此,对其在各种气候条件下的实际能源性能进行持续和全面的调查非常重要。更详细地说,晶体硅技术目前在市场上占据主导地位,因此对其具体行为进行深入评估至关重要。从这个意义上讲,在过去几十年中进行了大量研究,以评估几个因素对晶体光伏组件能量生产的影响,例如太阳辐照度的光谱质量、温度、风速、土壤、雪等。但迄今为止,雨水的影响似乎很少被研究。在这样一个框架下,本研究从理论和实验的角度详细评估了降雨对晶体硅技术性能的影响,重点是欧洲的温带气候。所获得的结果是很乐观的,并证实雨水的总体影响对光伏系统的能源生产率有着不可忽视的积极影响,主要是由于热和光学方面的原因,为该主题的进一步研究铺平了道路。

3   2021-08-17 21:37:33.937 基于变权组合方法的风电预测气象因子特征提取 (点击量:9)

集锦

• 提出了一种新的短期风电预测组合框架。

• 线性和非线性特征提取策略用于分析NWP数据的特征。

• 方差组合策略用于分配主要组合模型的最佳权重。

• 风电预测误差分析通过多个误差性能指标进行。

摘要

为了实现可再生能源整合的高度渗透,一个有效的解决方案是探索数值天气预报(NWP)数据和历史风电之间的相互依存关系,以提高预测精度。本文提出了一种新的风电功率预测组合方法。利用特征提取技术提取NWP和历史风电数据的特征,基于极值学习机(ELM)和最小二乘支持向量机(LSSVM)模型设计预测器,然后通过改进布谷鸟搜索(ICS)对预测模型的关键参数进行优化,得到可靠的预测值,即预组合预测值(PPA)。为了得到可靠的预测结果,提出了一种方差策略来分配预组合预测模型的权重,以获得最终的预测值。从中国区域风电场收集的四季数据集被用作基准实验,以评估所提出方法的有效性。不同季节的综合数值算例结果表明,该方法考虑了多个误差指标,包括误差指标、准确率、合格率和改进百分比,比其他基准预测模型具有更高的精度。

4   2021-08-12 22:56:54.503 德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究院在HelioGlow项目中测试太阳能发电厂的高温材料 (点击量:13)

传统的太阳能塔式发电厂目前使用太阳能盐作为传热介质,其最高可达温度略低于600℃。如果发电厂的运行温度提高到1000°C以上,这将导致将储存的热量转化为电能的效率大幅提高,并为降低成本开辟了巨大的潜力。在HelioGlow项目中,德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究院正与项目合作伙伴德国初创公司Kraftblock合作开发用于固态辐射接收器的陶瓷材料。这些材料的温度稳定性高达1300°C以上,即使在波动的太阳辐射下也能保持恒定的高工作温度。

德国初创公司Kraftblock卡开发的陶瓷材料作为项目的一部分,具有极高的温度稳定性。它是从颗粒中压制出来的,然后在窑中燃烧,因此几乎可以以任何最佳形状和尺寸制造,以满足所需的应用。该材料在高温辐射接收器中实现。单个陶瓷板一旦被太阳辐射加热到高温,就充当存储介质。因此,该材料集辐射接收器、传热介质和储存材料于一体。与粒子辐射接收器相比,在粒子辐射接收器中,太阳辐射被小颗粒落下的粒子吸收,使用较大的固体元素作为辐射接收器的优点是,它们在集中辐射中的停留时间可以以更受控的方式控制,因此,即使在辐射波动的情况下,也能获得恒定的高输出温度。材料也更容易运输,避免了因风造成的颗粒泄漏。

光学、热学和机械性能

在陶瓷板的运输和储存过程中,对坚固性和形状保持性提出了很高的要求。本项目中待调查的接收材料显示了这方面的前景。在该项目中,德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究院(Fraunhofer ISE)项目团队将在高浓度太阳辐射下的室外试验中分析所选材料的光学、热和机械性能,以验证该材料是否适用于要求和重复的热负荷。在西班牙马德里先进能源研究所的太阳模拟器KIRAN42中,该团队将开展广泛的测量活动,以确定相关的材料性能,如在模拟器中暴露期间和之后的行为和稳定性、严重热应力下的电阻以及机械性能。室外测试结果将补充太阳模拟器获得的测量结果。

进行材料开发的HelioGlow项目由联邦经济与劳动部(BMWi)资助,在H2020欧盟“欧洲研究区太阳能设施”(SFERA--III)项目中使用太阳能模拟器进行材料测试,该项目使研究人员可以免费访问整个欧洲聚光太阳能领域的最先进研究基础设施。该项目已获得欧盟“地平线2020”研究与创新计划(第823802号大协议)的资助。

5   2021-08-09 11:12:19.3 太阳能光伏风能混合能源系统的比较评估:以菲律宾离网岛屿为例 (点击量:4)

集锦

• 在所研究的147个电网中,太阳能发电是可行的,而在132个电网中,风力发电是可行的。

• 当使用太阳能和风能以及储能时,可节省高达108.02百万美元/年的成本。

• 风能产生43%的能源,占可再生能源的59%。

• 即使组件成本增加了三倍,混合能源的成本也比柴油低。

• 混合能源允许增加需求,同时保持低成本。

摘要

地理隔离限制了偏远菲律宾群岛的能源供应。在为数不多的几个通电岛屿中,大多数岛屿都使用柴油发电,这是一种昂贵且不可持续的电源。因此,在能源接入方面的努力应该考虑负担得起的和可持续的可再生能源(RE)技术。在这项研究中,我们模拟了147个柴油发电的菲律宾离网地区的太阳能光伏(PV)和风力发电集成。根据平准化的电力成本和可再生能源份额,对太阳能光伏、风力涡轮机、锂离子电池和柴油发电机的不同配置进行了评估。模拟结果表明,所有考虑的地区都应使用太阳能光伏,132个地区应使用风能,以确保以最低成本获得可靠和连续的能源。混合能源系统的平均电力成本为0.227美元/千瓦时,平均可再生能源份额为58.58%,年总节约1.08亿美元。敏感性分析还表明,菲律宾离网岛屿对太阳能和风能的依赖对组件成本和电力需求的不确定性具有鲁棒性。鉴于该国太阳能光伏和风力发电潜力巨大,应实施支持可再生能源混合电网的政策,以解决能源安全、公平和可持续性三重困境。

6   2021-08-09 10:56:16.53 经济政策的不确定性是否影响可再生能源消费? (点击量:3)

摘要

在本文中,我们首次尝试利用1986年至2019年的月度数据,对美国经济政策不确定性对可再生能源消费的影响进行建模。通过实施最新的非参数(非线性)计量经济学方法,我们发现我们的模型存在非线性和平滑,以及突然的结构变化。非参数单位根检验表明模型变量的非平稳性,而协整表明存在非线性协整。格兰杰因果关系分析在政策不确定性和可再生能源变量之间的两个方向上建立了稳健的非线性因果关系,但有一个例外:从地热能源到三分量不确定性指数。非参数回归表明,政策不确定性与可再生能源消费之间存在负长期关联,即较高的经济政策不确定性会降低可再生能源消费,反之亦然。这些发现具有强大的政策含义,因为它们强调了政府、决策者和相关机构保持经济政策一致性以鼓励美国可再生能源消费的重要性。

7   2021-07-31 18:51:11.93 质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统中Nafion降解机理的研究进展 (点击量:3)

集锦

• 燃料电池分离膜(Nafion)是PEMFC性能的重要组成部分。

• 燃料电池环境影响Nafion的性能和降解。

• Nafion的降解机制可以通过电化学测试确定。

• 纳米复合材料的使用提高了Nafion的耐久性。

摘要

Nafion是一种用作燃料电池聚合物电极膜(PEM)的聚合物材料。然而,在催化剂层发生的电化学反应和水管理过程会影响燃料电池中膜的性能和降解,从而导致各种降解机制。如本综述所述,了解Nafion膜在运行中的降解机理、燃料电池中的无水和电化学条件是非常必要的。本综述进一步建议,可通过制造Nafion膜并用能够承受燃料电池中电化学环境的材料涂覆Nafion膜来进一步改进Nafion膜。

8   2021-07-28 12:31:38.893 参议院法案旨在为沼气项目提供税收优惠 (点击量:3)

共和党参议员约翰·图恩(John Thune)和俄亥俄州民主党参议员谢罗德·布朗(Sherrod Brown)在7月22日提出了《农业环境管理法案》(Agricultural Environmental Stewardship Act),该法案旨在为投资沼气技术的农民和农村电力合作社提供税收优惠。6月,威斯康星州民主党众议员罗恩·金德和纽约州共和党参议员汤姆·在美国众议院提出了相关立法。

这项两党立法旨在鼓励对生物消化池和养分回收系统的投资,同时为那些已经拥有可用于沼气生产的剩余废料农民建立一个市场。该法案提供了30%的投资税收抵免,以帮助抵消与建造生物消化系统相关的前期成本。合格的项目将包括沼气池或其他生物、化学、热力或机械工艺,以生产甲烷含量至少为52%的沼气。

“这项法案是一个常识性的解决方案,以帮助南达科他州的乳制品生产商,促进我们的经济,并更好地保护我们的环境,”图恩说。“我要感谢布朗参议员和我们在众议院的同事们,感谢两党共同努力,为可持续沼气技术和美国就业机会投资,我期待着努力使这项法案成为法律。”

布朗说:“俄亥俄州的农民正在努力安全地处理可用于可再生能源的牲畜粪便。这项立法将鼓励对将这些废料转化为可再生燃料所需的技术进行投资,这些燃料可用于为全国各地的农场、家庭和企业供电。我们需要尽我们所能保护伊利湖和我们的河道,而这项法案提供了另一个确保清洁水源的工具。”

近年来,该法案出台了好几个版本。《农业环境管理法》的规定也包括在今年早些时候出台的《全面发展可再生能源和提高效率(绿色)法案》中。

美国沼气委员会公开表示支持这项立法。美国沼气委员会赞扬参议员谢罗德·布朗(Sherrod Brown)和约翰·图恩(John Thune)的领导作用,他们认识到厌氧消化池和养分回收技术在帮助农民将环境挑战转化为可持续发展机遇方面的重要性。“消化池和养分回收技术是材料管理的动力,它将粪便和其他有机材料转化为能源和有价值的土壤改良剂,同时减少气味,保护我们的空气和水。这项税收抵免将大大推动更多人投资于这项有影响力技术的农业生产者。”

9   2021-07-23 22:10:37.04 dehesa光伏板最佳清洗周期的马尔可夫链估计 (点击量:48)

摘要

由于受到太阳辐射,欧洲的Dehesa在生产清洁能源方面具有非常高的潜力。然而,其干燥的气候意味着空气中的灰尘颗粒会积聚在光伏板上,导致玻璃顶板的透射率降低。清洁组件表面涉及经济投资,为了盈利,必须通过增加足够的能源生产来抵消。本研究的目的是确定安装在Dehesa中光伏板的最佳清洁周期,及受到特定气候的影响。为此,建立了一个实验装置,并对三个清洁计划(每月、每季度和每半年)进行了测试,与同等的未清洁情况进行对比。结果显示,每月一次的清洁能使一年的发电量增加11.15%。通过对面板输出功率的每周检查和连续监测,建立了基于马尔可夫链的能量生产退化数学模型。由此得出结论,清洁频率应为每年7月至10月(最佳频率为每三周一次),但11月至6月清洁是无利可图的,因为它没有显著提高产量。建立能量输出退化的模型是提高光伏发电厂可投资性的有力工具。

10   2021-07-21 11:25:02.51 分散良好的Sb2O3纳米粒子封装在多通道纳米碳纤维中 作为锂/双离子电池的高性能负极材料 (点击量:5)

重点:

• 将Sb2O3纳米颗粒嵌入一维多纳米通道碳纳米纤维中。

• 本文采用静电纺丝和煅烧相结合的简易策略。

• 这种多纳米通道可以实现快速的锂离子传输和轻松的应变弛豫。

• 样品对锂/双离子电池具有优异的电化学性能。

摘要

合理设计和制造高性能、低成本的电极材料是锂离子电池和双离子电池的关键。本文提出了一种环保、简便的办法,将Sb2O3纳米颗粒封装在含碳纳米纤维的一维(1D)多纳米通道中(Sb2O3@MCNF),使用静电纺丝方法以及随后的煅烧。这种独特的结构不仅有效地减小了循环过程中的体积变化,而且实现了快速的Li+/e−传输。结果表明,优化后的样品前驱体三苯并噻吩(III)含量为0.35g(Sb2O3@MCNF-0.35),作为锂离子电池(LIBs)和锂离子电池(LDIBs)的阳极材料,表现出优异的电化学性能,包括高可逆容量 (~333.5 mAh g−1 at 1 A g−1 for LIBs and 233.5 mAh g−1 at 0.2 A g−1 for LDIBs) 良好的循环稳定性(LIBs超过800次循环,LDIBs超过100次循环)。这些结果表明,精心设计的Sb2O3@MCNF-0.35可以有效地提高材料的电化学性能,在高性能储能设备领域具有广阔的应用前景。