十大改变未来的电气技术及发明

2019-10-12 15:13

  在科学技术日新月异的今天,新技术可能带来生活革命性的改变,在电气领域又有哪些可能改变未来的技术呢?

  1、无线电力传输:从此告别电缆时代

  你能想象,没有电线电缆的世界是什么样的?无线电力传输利用无线电手段,将由电厂制造出来的电力转换成无线电波发送出去,再通过特定的接收装置将无线电波收集起来并转换为电力,供人们使用。计划在2015年前后将其投入到居民生活当中。

  各国科学家甚至已经研究利用无线电力传输技术,在月球建设太阳能发电站,然后将其传送到地球为人类提供服务。

  没有电线线缆的时代,很快就会到来!

  2、水做的变压器:水绝缘代替油和树脂等绝缘技术

  水能做变压器吗?答案是可以的!水可以作为变压器的主绝缘,替代现有的油浸、环氧树脂绝缘等绝缘方式!而且让电力变压器变得更加安全、环保。

  众所周知,纯净的水分子具有很好的绝缘性,而且还不低于目前世界最好的绝缘材料(如杜邦的NOMEX纸等)。全世界每年使用的电力变压器是个海量,正在研发的水做的变压器,如果都能尽快得到应用和推广,将是环保与能源理念的高度结合典范!

  3、大数据:造就智慧风能和太阳能

  科学家利用现代互联网的大数据,精确预测天气的趋势,利用精确地风力能向、太阳光能数据。再辅以涡轮机每隔几秒对风速和能量输出进行记录。以人工智能软件对这些数据进行处理,结果使风能预测达到前所未有的精度。寻找风能和太阳能互补的方法,使得风能、太阳能发电更具智能化。科技,正让绿色能源成为人类最好的伙伴!

  国外的一家丹麦风力公司Vestas,通过使用超级计算机以及大数据模型解决方案,精确定位其风力发电机,以达到最大发电量,并减少能源成本。从全球天气系统中收集的数据,与公司现有发电机的数据结合,存储于风库中。

  现在,该公司的风库存储有2.8PB数据,这些数据涵盖地面至300英尺高空的气温,气压,空气湿度,空气沉淀物,风向,风速以及公司的历史数据记录。另外,该公司还增加全球森林砍伐追踪图、卫星图像、地理数据以及月相与潮汐数据。

  风速及风向的变化对风力发电机的发电量有着较大的影响,通常,塔架越高,风速越大,气流越平稳,发电量越大。因此风力发电机的选址应慎重考虑,每一次安装都不同,而且要考虑塔筒高、电池组的距离、当地规划要求以及建筑和树木这些障碍物等因素。这些因素的背后,考验的是施工方对这些数据(包括数值数据和图像、遥感、检测等数据)的分析能力,并帮助决策生成科学合理的方案。可以预见,风能包括未来的潮汐能等清洁能源的应用,都将引入更多的大数据技术和解决方案,帮助人类更加科学合理的利用这些可再生能源。

  4、创新的电力转化:任意液体燃料转化为电力

  美国华盛顿大学日前展示了一种新型燃料电池,能将任何类型的液体燃料转化为电力。该燃料电池的核心并非为内燃技术,其主要依赖于电化学反应,而催化的核心物质就是钼系金属。

  任意燃料转化为电力的新技术,使得人们获取电力的方式和渠道得到更多的补充。

  5、电:可以藏在线里

  没有电池的世界,有电线就行!电线可以替代电池的技术已经很快得到广泛应用。

  美国中佛罗里达大学的科学家开发出了一种新技术,让电能可以被储存在金属线里。他们在铜线上包裹了一层由合金纳米丝构成的外套,两根这样的线包裹在一起,中间以一层塑料薄片隔开形成一个超级电容器。电线由此变成了电池!

  6、输电线的融冰难题:交流无功融冰技术

  在一系列的天气灾害中,结冰摧毁电网输电线的灾害造成的后果最为严重的!高压电线上的结冰,可以瞬间使铁塔崩塌、线缆拉张断裂!电气融冰技术的应用解决了这一难题。

  方法是首先将需融冰的输电线路与电网断开,将两个变电站用于改善功率因数的无功补偿装置与电网断开,然后将其中一个变电站的无功补偿装置经过需融冰输电线路接入另一个变电站的母线,将并联补偿电容器的无功电流,在线路末端注入输电线路,形成回路使输电线路升温,达到融冰目的。小小的技术创新,确保了人类用电的安全空间。

  7、不可思议:病毒发电技术

  美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(LawrenceBerkeleyNationalLaboratory)的科学家们已开发出一种技术,发电时,可以利用无害的病毒,把机械能转换成电能。他们已成功创造了一个发电机,可以产生足够的电流,操作小型液晶显示器。

  这是科学家第一次在发电时采用了生物材料的压电性能。接着,科学家们增加了病毒的压电强度。科学家们进一步增强了这种系统,他们发现,堆叠约20层,会产生最强的压电效应。

  8、边行驶边充电:道路充电技术

  汽车一边开车一边自行充电?这个看似不可实现的充电技术已经得到一定的解决。使电动汽车在行驶过程中充电,不在是梦。实验人员将公共道路相同的混凝土砖块置于展台两边的白色基座中,基座内藏有发电机。两边砖块上各放置一个全尺寸轮胎,两者以电线连接,中间连着一个灯泡,灯泡发亮就是轮胎带电的证明。这一技术的推广和改进,就会促成这个技术的广泛应用及商业应用。

  9、塑料太阳能技术:造价极低的高透明太阳能薄膜

  如果以塑料的成本做成太阳电池板,并应用于太阳能发电,这会使昂贵的多晶硅太阳能电池发电产业瞬间崩溃!该新型透明太阳能电池主要通过吸收红外光、非可见光来产生电力。后来纳入了近红外光敏感聚合物并使用银纳米线复合薄膜作为顶端透明电级。

  低成本的太阳能发电材料及技术的不断创新,会使得当下昂贵的多晶硅为主的太阳能产业瞬间崩溃!

  10、可以用20天的锂电池:提高10倍电量的锂电池技术

  该技术采用智能手机等现代高科技设备使用的标准锂离子电池,不过改用了新型电极。新型电池储存的电能是标准锂离子电池的10倍,且充电时间仅为现在的十分之一。

  这种技术正在加紧走向产业化的商业应用!我们现有的手机电池将会可以使用20天不用充电。工业电池的应用也将会变得更高效!

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