可再生能源網際網路中的微電子技術論文
目前階段,可再生能源網際網路對於微電子系統提出了更高的要求。而為了能夠更好地滿足要求,就需要積極地創新可再生能源網際網路。然而,將微電子技術應用在可再生能源網際網路中的不同層級,並且成為其重要的支撐性技術。
1 分散式儲能技術
傳統的電力儲能技術主要包括抽水儲能、蓄電池儲能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能等等。而在以上儲能技術當中,比較成熟的就是蓄電池儲能,並且鉛酸蓄電池在各行業當中被廣泛應用,這也是其他儲能技術無法比擬的。然而,在可再生能源不斷推廣和應用的過程中,傳統的電力儲能技術已經無法滿足人們日常生活的需求,所以,應研發出高效小型儲能器以及儲能管理系統,這也將成為分散式儲能技術未來的發展需求。其中,鋰離子電池的工作電壓比較高,其能量密度較大,迴圈壽命相對較長,而且具有無記憶效應,所以,是當前電子產品中的主要電源,並且成為新能源汽車中重要的技術路線。但是,鋰離子電池在分散式儲能器中的實際應用仍然存在諸多不足,其電池的電解液容易出現爆炸,而且電池的安全性無法得到保證。
分散式儲能器應在多個方面予以突破與創新,而超級電容電池比較適用在分散式微電網當中。因為,超級電容電池,具有較高的安全性,而且成本不高,其比能量和比功率都相對較高,迴圈壽命更長。所以,同其他電池相比,電容量受到溫度影響的程度比較小,所以,有可能成為全新的分散式儲能器。其中,超級電容主要就是把兩個無反應活性多孔電極板懸浮在電解質當中,而在極板加電以後,極板就能夠分別吸附相應的離子,進而形成等效超高密度的雙層電容器。超級電容電池把雙層電容器和鉛酸電池融合在一起,不僅能夠始終保持較高的功率,而且還可以延長使用壽命,使得電路更加簡化,比能量提升,減少了整體費用。然而,超級電容電池中重要的技術就是碳材料,所以,在有限的尺寸情況下,擴大極板有效表面積是十分重要的。此外,要想解決負極板中存在的硫酸鹽化現象,則可以增加其中所含的碳含量,進而對負極板中的PbSO4積累予以抑制,最終增加電池的使用壽命。
2 資訊採集晶片技術
可再生能源網際網路與傳統電網最主要的`區別就在於資訊科技的深度融合,而且為實現能源的共享及執行的高效性提供有力的保障。在微電子技術的基礎上所產生的新型資訊採集晶片在可再生能源網際網路中發揮著重要的支撐作用,同時還能夠真實地體現出資訊科技在可再生能源網際網路當中的深度融合。
其中,可再生能源網際網路之所以能夠實現電力網路的資訊化,主要的原因就是資訊採集晶片的不斷髮展,然而,這也是可再生能源網際網路資訊的主要特徵所決定的。
2.1 海量的資料資訊
因為可再生能源網際網路當中的資訊,其來源空間分佈的十分廣闊,並且資料量比較大。所以,資訊採集晶片就要在能源網際網路中進行海量裝備,進而保證實時並且廣泛地監控電力網路的狀態,不斷提升可再生能源網際網路可靠程度。
2.2 資訊的多樣化
在能源網際網路當中,資訊種類較多,所以,要採集多樣化並且多功能的資訊。最關鍵的就是對與電學相關的資訊,因為這部分資訊不僅能夠對電能進行監測,同時還能夠確保電能質量所需的質量。此外,需要採集與非電學量相關的資訊內容,這樣就能夠直接地反映出電力網路裝置的狀態資訊。當可再生能源大量地接入網路以後,確保可再生能源網際網路穩定性的前提條件就是所獲得的分散式發電裝置與分散式儲能裝置的狀態資訊資料,同時還能夠對其進行嚴格地排程與監控。在微電子微機電系統技術發展的過程中,為其提供了成本偏低且能夠整合感測的方案,進而更好地對能源網際網路裝置狀態資訊進行全面實時的監測。
3 通訊晶片技術
可再生電網和資訊網路是可再生能源網際網路的重要組成部分,而通訊的安全與可靠也同樣是可再生能源網際網路執行的重要保證。目前所存在的網際網路通訊技術主要就是有線通訊與無線通訊,能夠保證可再生能源網際網路執行的正常。但是,網際網路開放程度較大,很容易受到攻擊,所以,把電力網路全部暴露在網際網路中並不安全和可靠。因此,在具有較高安全性要求的應用當中,一定要建立其同網際網路物理隔離的另外一套通訊體系,確保資訊的傳輸是安全可靠的。而電力線通訊是最佳選擇,電力線路與電力網路都是封閉的,同網際網路是物理隔離,很難受到攻擊,具有極高的安全性和可靠性。將電力線作為重要載體,利用PLC來控制可再生能源網際網路。然而,PLC晶片本身存在問題,而且,可再生能源網際網路的規模比較大,資訊採集點比較多,所以,只是依靠PLC是很難將全部通訊需求覆蓋的。所以,可以採用無線感測網路當作PLC的補充。這樣一來,資訊採集就可以配備無線感測通訊晶片,而且,部分無線感測通訊晶片還可以在電力線處獲得電能,但是也有部分無法獲得電能。所以,需要將低功耗晶片技術同微型超級電池相結合,進而使晶片的使用壽命更長。
4 結束語
綜上所述,在可再生能源網際網路當中,微電子具有支撐作用,而且在可再生能源網際網路的多個領域中發揮著重要的作用。文章對可再生網際網路當中的微電子技術進行了詳細地分析,希望可以加快微電子技術的進一步發展,並促進可再生能源網際網路的進步。