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变废为宝的能量收集器,能源可持续应用新解决方案

来源: II-VI MARLOW
2018-04-28
类别:新能源
eye 428
文章创建人 拍明

  II-VI MARLOW公司是工程材料和光电子器件领域的全球领导者,也是热电解决方案的行业领导者,公司开发了用于工业,光通信,军事,生命科学,半导体设备和消费市场等多种应用的创新产品,其推出的专利产品EverGen® PowerStrap™是一种能量收集器,主要用于收集石油和天然气工业废热,并将其转化为可重复使用的能源。

  业界不断寻求高效率、高可靠性和安全性能源基础设施的同时,也推动了对离网热能收集解决方案的需求。EverGen ® PowerStrap™将液体填充管道或排气烟囱的废弃热能转换为电能,并为离网的应用提供经济、可靠和自主的能量来源。在北方的气候环境中,这一能量转化更加高效,因为当地的恶劣天气使得其他离网能源(如太阳能)可靠性降低。该发生器是一种理想的解决方案,不论在网还是离网环境,都可以为燃烧器的照明系统提供全年、经济、可靠的能量源。

  EverGen ® PowerStrap™ 是Class1 Div2认证产品,直接解决在石油和天然气工业中燃烧器管理系统供电的问题。其发电带组件可容纳直径6-14英寸的管道,互补的电源转换和充电管理电子器件最大限度地提高了铅酸电池的充电效率。它的铰链结构和单螺栓设计的安装都只需要几分钟。

  II-VI MARLOW公司广泛的能量收集解决方案产品组合中,包括EverGen®能量采集器,它可以将无线传感器和其他微功率器件的低级温差转换成电功率,如此可靠的能量源为无线传感器和物联网提供了低成本和零维护解决方案。EverGen ® PowerStrap™ 能量收集器和EverGen®能量采集器的应用,为能源的可持续展提供了新的解决方案。

  图一 EverGen® PowerStrap™能量收集器技术应用

  主要特性:

  · 废热转化电能

  · Class1 Div2认证产品

  · 提供经济可靠和自主的能量来源

  · 离网热能收集解决方案

  主要应用:

  · 石油和天然气工业中燃烧器管理系统

  · 燃烧器照明系统

  · 无线传感器等微功率器件

  · 物联网

  随着无线传感网络和可携带电子器件等技术的进步与发展,以低廉、低功耗智能传感器系统组成和分布式工作的无线传感器网络的发展蒸蒸日上,其应用范围已从军事领域辐射到包括建筑、交通、环保、电力、医疗卫生等工业和民用领域。

  和定期充电的移动电话与便携式电脑不同,无线传感网络节点和植入式器件需要依靠自身的电池持续工作。然而,电池不仅增加了微型传感器件的尺寸和重量,并且工作时间有限。更重要的是,定期更换电池是一项非常艰巨的任务,需要大量的花销。在多数情况下,更换电池是器件结构和系统所不允许的。因此,使用化学电池供电是系统发展目前存在的瓶颈之一。要缓解其供电问题,从周围环境中收集能量受到了研究界的广泛关注,因为它不仅可以为易耗电源补偿能量,而且可以替代某些价格昂贵、环保型差的电源方案。能量收集技术的最终目标是实现无限的器件寿命。

变废为宝的能量收集器,能源可持续应用新解决方案.png

  这些能量源包括太阳能、温度梯度、声波振动、机械振动等。其中,作为环境中普遍存在的一种能量形式,机械振动是我们比较关心的能量源,这是因为机械振动来源丰富,足以满足应用需求,通过微机电系统(MEMS)可以方便的将振动能转化为所需电能。从小家电到大型的基础设施,振动换能的应用范围可以十分广泛,包括用于结构健康监测的分布式传感器节点、用于医疗的嵌入式或者植入式传感器节点、为大型系统的电池充电、为汽车轮胎压力检测系统供电、为无人飞行器供电以及家用安全系统供电等。目前,振动机械能转化为电能的方法有三种:压电式、静电式、电磁式。其中电磁感应是根据法拉第定律,由振动时磁体和线圈之间的相对运动或者磁场的变化产生了电流,电流的强度依赖于磁场的强度、相对运动速度和线圈的匝数。其模型比较成熟,而且被广泛应用在许多电能收集器中。目前,大尺寸、性能好的体磁铁、多转数和宏范围的线圈在大系统中都已得到了实现,但是由于平面磁铁的性能比较差,通过平面线圈实现匝数受到了限制,还有振动幅度的限制相应的会导致MEMS电磁器件速度的降度,因此电磁能量收集技术在MEMS应用中仍然是一大挑战。静电收集器利用两个传导板在振动激励时发生了相对位移,从而使得机械能转换成为电能。静电收集器最大的优点是很适合集成在微系统中,比如MEMS应用。然而由于其需要启动电压,并且静电器件产生的是高电压、低电流和高输出阻抗,还要考虑到晶元应用中电极短路问题,这些导致通过静电产生电能方式很难实现器件的商业化。然而,压电式能量收集器件具有输出密度大、无须启动电源、结构简单等优点,备受亲睐。因此,作为长期甚至无限生命周期的自主供电系统,压电能量收集器在一些不便更换电池的场合(如大型桥梁、公路的监控)和希望避免电池更换的场合(如植入人体的心脏起博器)具有广阔的发展空间。

  I-VI马洛,II-VI公司的一个分支,是世界领先的质量热电技术。II-VI MARLO开发和制造用于航空航天、国防、医疗、工业、汽车、发电和电信市场的热电模块和增值系统。II-VI的马洛自豪地提供标准或定制的模块和子组件,以满足客户的要求。

  客户关注

  在II-VI马洛,我们配置我们的热电解决方案,以满足客户的要求,并优化其应用性能。以市场为中心的业务团队作为您业务的延伸,提供行业专业知识和反馈,以成功地在应用中部署热电技术。凭借我们的全系列产品和服务,II-VI MARLO可以提供最佳的解决方案,以满足您的质量,性能,成本和交货需求。

  质量与性能

  作为马尔科姆鲍德里奇质量奖得主和ISO 9001认证的制造商,质量、可靠性和性能都作为产品成功的决定性因素而被结构化为所有产品和过程。从开始到结束,我们通过统计过程控制来管理产品开发过程、精益制造技术和六西格玛原则。该基金会允许II-VI马洛符合最严格的要求,并提供一致的质量水平的客户可以依赖,无论行业或应用。

  技术卓越

  在技术卓越中心(达拉斯,TX),研究和产品开发团队致力于热电技术的进步。该中心还拥有美国国防和空间应用的先进工程和制造。III-VI MARLO拥有100多个已发布专利和15个已发表的作者,为客户选择合适的热解决方案以满足应用程序的需求提供了战略优势。

  低成本制造

  随着在越南的生产设施的增加,客户现在可以利用我们的优质产品在更具竞争力的速度优势。越南工厂使II-VI马洛能够更有效地满足客户的质量、价格和性能需求,同时缩小时区的差距,并与世界范围内的制造商提供密切的互动。为了继续II-VI马洛的标志性质量重点,越南设施是ISO 9001合格的,并根据II-VI马洛的全面质量系统来管理。

  全球支持

  作为全球化公司,II-VI MARLO可以为世界范围内的客户提供更紧密的互动和实时的技术支持。II-VI MARLO通过我们在北美洲、欧洲和亚洲的设计中心提供工程、销售和客户服务。Marlow通过在美国、德国、中国、日本和新加坡的渠道合作伙伴和区域办事处的全球网络提供额外支持。


责任编辑:Davia

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