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美媒：科學(xué)家發(fā)明可穿戴發(fā)電機(jī) 利用尿液供電
美媒稱，日前，一雙嵌入了微生物燃料電池（MFC）的襪子成功為一臺(tái)無線發(fā)射器提供了動(dòng)力，并向一臺(tái)個(gè)人電腦發(fā)射了信號(hào)。這種MFC以尿液為燃料，靠穿戴者行走帶動(dòng)循環(huán)。這是 依靠基于MFC技術(shù)的可穿戴發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力的自給式發(fā)電系統(tǒng)。
據(jù)美國每日科學(xué)網(wǎng)站12月11日?qǐng)?bào)道，有關(guān)這項(xiàng)研究成果的科技論文發(fā)表在美國《生物靈感和仿生學(xué)》雙月刊上。
論文稱，這項(xiàng)試驗(yàn)是由英國西英格蘭大學(xué)布里斯托爾生物能源中心的揚(yáng)尼斯·耶羅普洛斯教授帶領(lǐng)的。
報(bào)道稱，襪子中嵌入的柔軟MFC以新鮮尿液為燃料，依靠穿戴者的行走來發(fā)電。通常來講，續(xù)流MFC依靠一臺(tái)主電動(dòng)泵來讓尿液在電池中循環(huán)，不過本項(xiàng)試驗(yàn)完全依靠的是人體運(yùn)動(dòng)。該試驗(yàn)使用的手動(dòng)泵類似于簡(jiǎn)單的魚循環(huán)系統(tǒng)，行走動(dòng)作可以使尿液在MFC中循環(huán)并發(fā)電。安裝在腳后跟下的軟管可以借由行走動(dòng)作確保頻繁的液體推挽。這一可穿戴MFC系統(tǒng)成功地為一塊無線傳輸板供電，使其每?jī)煞昼娤蛴蓚€(gè)人電腦控制的接收模塊發(fā)射一條信息。
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柴油發(fā)電機(jī)中SVG與SVC的區(qū)別
柴油發(fā)電機(jī)中作為改善電能質(zhì)量的無功補(bǔ)償裝置已被用來有效地抑制電壓波動(dòng)與閃變、河南鶴壁本地減小諧波和畸變、河南鶴壁本地三相不平衡，使電壓的幅值和波形符合要求、河南鶴壁本地提高功率因數(shù)等。靜止無功補(bǔ)償器(SVC)是目前相對(duì)先進(jìn)實(shí)用的無功補(bǔ)償裝置，在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。而靜止無功發(fā)生器(SVG)是 型無功補(bǔ)償裝置，可以對(duì)負(fù)荷進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟隨。
電抗器電流是由一個(gè)可控硅閥組控制，借助于對(duì)可控硅觸發(fā)相角的調(diào)整，就可以改變流過電抗器的電流有效值，從而保證SVC在電網(wǎng)接入點(diǎn)的無功量正好能將該點(diǎn)電壓穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)，起到電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)淖饔谩?SVG以大功率電壓型逆變器為核心，通過調(diào)節(jié)逆變器輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制交流側(cè)電流的幅值和相位，迅速吸收或發(fā)出所需的無功功率，實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)無功功率的目的。
發(fā)電機(jī)租賃響應(yīng)速度快一般SVC的響應(yīng)速速是2040ms。而SVG的響應(yīng)速度不大于5ms，能更好的抑制電壓波動(dòng)和閃變，在相同的補(bǔ)償容量下，SVG對(duì)電壓波動(dòng)和閃變的補(bǔ)償效果 。發(fā)電機(jī)租賃低電壓特性好SVG具有電流源的特性，輸出容量受母線電壓的影響很小。
這一優(yōu)點(diǎn)使SVG用于電壓控制時(shí)具有很大的優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)電壓越低，越需要?jiǎng)討B(tài)無功調(diào)節(jié)電壓，SVG的低電壓特性好，輸出的無功電流與系統(tǒng)電壓沒有關(guān)系，可以看作是一個(gè)可控恒定的電流源，系統(tǒng)電壓降低時(shí)，仍能輸出額定無功電流，具備很強(qiáng)的過載能力。
而SVC是阻抗型特性，輸出容量受母線電壓的影響很大，系統(tǒng)電壓越低，輸出無功電流的能力成比例降低，不具備過載能力。因此SVG的無功補(bǔ)償能力與系統(tǒng)電壓無關(guān)，而SVC的無功補(bǔ)償能力隨系統(tǒng)電壓的下降線性降低。
發(fā)電機(jī)租賃運(yùn)行性能提高SVC以可控硅調(diào)節(jié)電抗加多組電容作為無功補(bǔ)償?shù)闹饕侄?，極容易發(fā)生諧振放大現(xiàn)象，導(dǎo)致事故，系統(tǒng)電壓波動(dòng)大時(shí)，補(bǔ)償效果受很大影響，運(yùn)行損耗大；SVG配套電容器不需要設(shè)置濾波器組，不存在諧振放大現(xiàn)象，SVG是有源型補(bǔ)償裝置，是采用可關(guān)斷器件IGBT構(gòu)成的電流源裝置，從而避免了諧振現(xiàn)象，運(yùn)行性能大大提高。
發(fā)電機(jī)租賃諧波特性SVC利用可控硅控制電抗器的等效基波阻抗，不僅受到系統(tǒng)諧波影響大，而且自身會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，必須配套采用濾波器組，濾除SVC自身產(chǎn)生的諧波含量。
SVG采用三電平單相橋技術(shù)，單相可輸出5電平電壓波形，采用載波移相的脈沖調(diào)制方法，不僅受系統(tǒng)諧波影響小，還可以抑制系統(tǒng)的諧波。與SVC相比，SVG采用多重化、河南鶴壁本地多電平或脈寬調(diào)節(jié)技術(shù)等措施后，大大減少了補(bǔ)償電流中的諧波含量。
發(fā)電機(jī)租賃占地面積小在相同的補(bǔ)償容量下，SVG的占地面積比SVC的減少1/2到2/3.由于SVG使用的電抗器和電容器比SVC少，因此大大縮小了裝置的體積和占地面積。
SVC中的電抗器不僅本身體積比較大，而且考慮到相互間的安裝間隔，整體占地面積較大。綜上所述，SVG無功補(bǔ)償裝置由于響應(yīng)速度快、河南鶴壁本地諧波含量少、河南鶴壁本地?zé)o功調(diào)節(jié)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以大大改善電網(wǎng)的電能質(zhì)量，目前已成為無功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展方向。
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柴油發(fā)電機(jī)組接地的目的有三種
為了確保人身和電力系統(tǒng)工作的需要，對(duì)發(fā)電機(jī)組接地有嚴(yán)格的要求。其接地方式有工作接地、河南鶴壁本地保護(hù)接地和保護(hù)接零三種，接地的目的如下：
1.工作接地
工作接地是將中性點(diǎn)接地，其目的是：
1)降低觸電電壓。對(duì)于中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)，當(dāng)一相接地而人體觸及另外兩相之一時(shí)，觸電電壓為相電壓的1.7倍以上；而對(duì)于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，觸電電壓就降到接近或等于相電壓。
2)迅速切斷故障設(shè)備。對(duì)于中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)，當(dāng)一相接地時(shí)，由于導(dǎo)線和地面存在電容和絕緣電阻，可以構(gòu)成電流通路，接地電流很小，不足以使保護(hù)裝置動(dòng)作而切斷電源，不能確保人身。而對(duì)于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)，當(dāng)一相接地后接地電流較大，保護(hù)裝置會(huì)迅速動(dòng)作，斷開故障點(diǎn)。
3)降低電氣設(shè)備對(duì)地的絕緣水平。在中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中，當(dāng)一相接地時(shí)，將會(huì)使另兩相得對(duì)地電壓升高到線電壓。而對(duì)于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)，當(dāng)一相接地時(shí)，另兩相的對(duì)地電壓只接近于相電壓，故可降低電氣設(shè)備和輸電線路的絕緣水平。
2.保護(hù)接地
保護(hù)接地常用于中性點(diǎn)不接地的低壓系統(tǒng)中，它的作用是：當(dāng)電動(dòng)機(jī)某一繞組的絕緣結(jié)構(gòu)已破壞使外殼帶電時(shí)，如果未接地，人體觸及外殼，相當(dāng)于單相觸電，就可能發(fā)生觸電的危險(xiǎn)。而如果采用了保護(hù)接地，人體觸及外殼時(shí)，由于人體的電阻與接地電阻并聯(lián)，由于人體電阻遠(yuǎn)大于接地電阻，通過人體的電流就很小，就不會(huì)發(fā)生觸電的危險(xiǎn)。
3.保護(hù)接零
保護(hù)接零常用于中性點(diǎn)接地的低壓系統(tǒng)中，它的作用是：當(dāng)電動(dòng)機(jī)某一繞組的絕緣結(jié)構(gòu)已破壞而與外殼相接時(shí)，由于采用保護(hù)接零，就形成單相短路，迅速將這一相中的熔絲熔斷，外殼便不再帶電。即使在熔絲熔斷前人體觸及外殼時(shí)，也由于人體電阻遠(yuǎn)大于線路電阻，通過人體的電流也很微小，不會(huì)發(fā)生觸電危險(xiǎn)。
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