Идея передать электрическую энергию без проводов появилась раньше, чем сами провода стали повсеместными: Никола Тесла в 1899 году демонстрировал беспроводное освещение ламп в радиусе нескольких метров от своего резонансного трансформатора, а в патенте №685957 описывал конструкции, использующие Землю как проводящую среду для передачи энергии на значительные расстояния. За прошедшие 125 лет физических принципов, позволяющих перенести энергию без металлического проводника, стало несколько - но ни один из них так и не смог предложить то, что кабель обеспечивает легко и дёшево: КПД выше 95% при мощностях от ватт до мегаватт ...
На протяжении трёх десятилетий литий-ионная технология методично завоёвывала рынок, снижая стоимость накопленной энергии примерно вдвое каждые восемь лет. К середине 2020-х годов цена промышленных ячеек опустилась до примерно 115 долларов за киловатт-час - рубежа, ещё недавно казавшегося отдалённым. Тем не менее физические пределы жидкоэлектролитной технологии всё отчётливее ощущаются и разработчиками аккумуляторов, и потребителями: горючий электролит ограничивает и безопасность, и температурный диапазон, и, в конечном счёте, плотность энергии. Именно в этот момент на авансцену выходят твердотельные аккумуляторы ...
Электроэнергетика стоит на пороге масштабной трансформации, вызванной стремительным развитием цифровых технологий, глобальным переходом на возобновляемые источники энергии и необходимостью создания интеллектуальных энергосистем нового поколения. Эти фундаментальные изменения не просто модифицируют существующие профессии, но и создадут принципиально новые специальности, требующие уникального сочетания компетенций в области энергетики, IT, экологии и управления сложными системами. Уже сегодня ведущие энергетические корпорации, научно-исследовательские центры ...
Пьезоэлектрические генераторы энергии представляют собой устройства, разработанные для преобразования механической энергии окружающей среды в электрическую энергию. Эти генераторы основаны на пьезоэлектрическом эффекте, который позволяет преобразовывать вибрации, деформации, удары и движения непосредственно в электрический ток. Данная технология открывает революционные возможности для создания автономных источников питания, которые могут работать годами без обслуживания, извлекая энергию из источников, которые ранее считались потерянными. Пьезоэлектрические генераторы энергии были разработаны как решение ...
Аддитивные технологии производства, исторически рассматриваемые как метод изготовления мелкосерийных деталей и прототипов, в последнее десятилетие продемонстрировали способность к масштабированию до уровня крупносерийного и массового производства. Причины, делающие 3D-печать эффективной для малых партий — кастомизация, устойчивость, эффективность и прослеживаемость — не являются эксклюзивными для небольших объёмов производства. От нишевых медицинских применений до укрепления целостности цепочек поставок, компании по всему миру используют аддитивные технологии для производства больших партий изделий. Металлическое аддитивное производство, также известное ...
Устройства накопления энергии - это системы, которые хранят энергию в различных формах, таких как электрохимическая, кинетическая, потенциальная, электромагнитная, химическая и тепловая, с использованием, например, топливных элементов, аккумуляторов, конденсаторов, маховиков, сжатого воздуха, гидроаккумуляторов, супермагнитов, водорода и т. д. Устройства накопления энергии - это важный ресурс, который часто используется для обеспечения бесперебойного электроснабжения либо в качестве поддержки энергосистемы в периоды очень краткосрочной нестабильности ...
В основе системы сверхпроводящего магнитного накопления энергии (SMES - superconducting magnetic energy storage) лежит магнитное поле, порождаемое постоянным током, текущим в сверхпроводящей катушке. Сверхпроводящая катушка непрерывно подвергается криогенному охлаждению, так что в результате она постоянно находится при температуре ниже критической, то есть является сверхпроводником. Кроме катушки, система SMES включает в себя криогенный холодильник, а также систему кондиционирования. Суть в том, что заряженная катушка, находясь в сверхпроводящем состоянии ...
Распределительным устройством называется электроустановка, предназначенная для приема и распределения электрической энергии конкретного класса напряжения. Такая установка включает в себя коммутационные аппараты, соединительные шины, вспомогательные устройства релейной защиты и автоматики, а также средства измерения и учета. Существуют распределительные устройства, собираемые из типовых унифицированных ячеек высокой степени готовности. Такие распределительные устройства называются комплектными распределительными устройствами или сокращенно КРУ ...
Благодаря существенному прогрессу в области полупроводниковой электроники и в технологии создания мощных неодимовых магнитов, широкое распространение получили сегодня бесколлекторные двигатели постоянного тока. Они применяются в стиральных машинах, пылесосах, вентиляторах, дронах и т. д. И хотя идея касательно принципа работы бесколлекторного двигателя высказывалась еще в начале 19 века, она ждала своего часа до начала полупроводниковой эры, когда технологии стали готовы к практической реализации этой интересной и эффективной концепции ...
Глобальный энергетический переход выдвигает водород на передний план как ключевой элемент декарбонизации промышленности. Особый интерес представляет "зеленый" водород, производимый методом электролиза с использованием возобновляемых источников энергии. Этот экологически чистый энергоноситель находит все более широкое применение в различных отраслях - от традиционной нефтехимии до инновационных решений в металлургии и энергосекторе. Однако широкомасштабное внедрение водородных технологий сопровождается рядом технических сложностей, среди которых особое место занимает задача ...
В данной статье речь пойдет о водородных топливных элементах, о тенденциях и перспективах их применения. Топливные элементы на основе водорода притягивают сегодня все большее внимание специалистов автомобильной отрасли, ведь если 20 век был веком ДВС, то 21 век может стать веком водородной энергетики в автомобилестроении. Уже сегодня благодаря водородным элементам действуют космические корабли, а в некоторых странах мира водород уже более 10 лет используют для получения электроэнергии. Водородный топливный элемент представляет собой электрохимическое устройство вроде батарейки ...
За последние десять лет электроэнергетика претерпела масштабные изменения, сравнимые разве что с переходом от постоянного тока к переменному в эпоху Теслы и Эдисона. Развитие возобновляемых источников энергии, цифровизация сетей и появление принципиально новых материалов перевернули представление о том, как должна работать энергосистема. Давайте подробно разберем десять наиболее значимых технологических достижений, которые уже сегодня определяют облик современной энергетики и задают вектор ее развития на ближайшие десятилетия. Всего десять лет назад коммерческие солнечные панели демонстрировали ...
Чтобы улучшить качество переноса тепла от поверхности, которую необходимо эффективно охлаждать, к устройству, которое призвано данное тепло утилизировать, используют так называемые термоинтерфейсы. Термоинтерфейсом называется слой, как правило, многокомпонентного теплопроводящего состава, обычно пасты или компаунда. Наиболее популярными термоинтерфейсами на сегодня являются те, что применяются на микроэлектронных компонентах внутри компьютеров: на процессорах, на чипах видеокарт и т. д. Широко распространены термоинтерфейсы и в другой электронике ...
Ставшие традиционными, высоковольтные линии электропередачи, сегодня функционируют неизменно используя переменный ток. Но задумывались ли вы о преимуществах, которые может дать высоковольтная ЛЭП постоянного тока в сравнении с ЛЭП тока переменного? Да, речь именно о высоковольтных ЛЭП постоянного тока (HVDC). Безусловно, для формирования высоковольтной линии постоянного тока необходимы прежде всего преобразователи, которые делали бы из переменного тока постоянный, а из постоянного — переменный. Такие инверторы и конвертеры дороги, как и запчасти к ним, имеют ограничения по перегрузке ...
Одним из наиболее эффективных и перспективных способов накопления электрической энергии, с точки зрения плотности ее хранения, является применение аккумуляторных электростанций на базе батарей, позволяющих запасать энергию в химической форме. Электростанции на аккумуляторных батареях оказываются особенно полезными когда необходимо вспомогательно обеспечить кратковременную пиковую мощность, тем самым предотвратить аварийное отключение подачи электроэнергии к потребителям. Таким образом, аккумуляторные электростанции, по принципу своей работы, имеют много общего ...
Для создания линий электропередачи наиболее эффективной технологией на сегодня представляется передача электроэнергии по воздушным линиям постоянного тока сверхвысокого напряжения, передача электроэнергии по подземным линиям с газовой изоляцией, а в перспективе — создание кабельных криогенных линий и передача энергии на сверхвысоких частотах по волноводам. Основным достоинством их является возможность несинхронной параллельной работы энергосистем, относительно высокая пропускная способность, удешевление собственно линий по сравнению с трехфазной ЛЭП переменного тока ...
Когда речь идет о выбросах углекислого газа (CO2), мы чаще всего представляем сжигание ископаемого топлива или промышленные процессы, в результате которых он попадает в атмосферу. Но наряду с углекислым газом в атмосферу выделяются и другие парниковые газы (ПГ), которые обладают высоким потенциалом глобального потепления (Global Warming Potential, GWP) и наносят окружающей среде не меньше ущерба, чем CO2. В их числе — метан (CH4) и оксиды азота (NOх), чье воздействие на изменение климата может быть значительно сильнее, чем у углекислого газа. Учет этих газов и их преобразование в эквивалент CO2 (CO2e) ...
Современное развитие водородных технологий связано с необходимостью перехода на более экологически безопасные источники энергии, которые смогут снизить негативное воздействие на окружающую среду и сократить выбросы парниковых газов. Водород рассматривается как перспективный альтернативный энергоноситель, способный заменить ископаемые виды топлива благодаря своим уникальным свойствам и высокой энергетической плотности. В этой статье рассмотрим основные методы производства водорода, их особенности, а также экологические и экономические аспекты каждого подхода ...