Передача, распределение и накопление электроэнергии

События и тренды 2019 года в электротехнике

27 января 2020 г. в 17:34

Прошедший год стал для электротехнической отрасли как в России, так и за рубежом, периодом больших изменений. Многие технологии, которые долгие годы вызывали интерес только в узком кругу ученых, стали массово использоваться в повседневной жизни. И это понятно — прогресс не остановить.

События и тренды 2019 года в электротехнике

С другой стороны, в 2019 г. было довольно много консерватизма — предприятия отрасли часто отдавали предпочтения хорошо проверенным технологиям, которые лишь подверглись некоторой модернизации.

Лазерные фары
Лазерные фары для автомобиля, разработанные нобелевским лауреатом Суджи Накамуро

Год традиционно открылся выставкой потребительской электроники CES, прошедшей в Лас-Вегасе. Наряду с телевизорами и аудиосистемами, был продемонстрирован первая модель лазерной автомобильной фары, предназначенной для серийного производства. Лазерный луч возбуждает трехполосный люминофор, в результате чего фары дают белое свечение. Огромный интерес к фарам был связан не только с перспективами их серийного производства, но и с тем, что они были разработаны Суджи Накамуро — нобелевского лауреата по физике, одного из создателей мощных осветительных светодиодов.

Электромобиль — не роскошь...

Тема «автомобили и электричество» вообще была одной из главных в прошедшем году. Электромобили, как известно, пока обладают рядом недостатков, такими, как значительное уменьшение емкости аккумуляторов на морозе, ограниченное число циклов «заряд-разряд», наличие в аккумуляторах крайне токсичного металла лития. Решить все перечисленные проблемы призван переход от аккумуляторов к суперконденсаторам.

Суперконденсаторы Maxwell Technologies
Компания Maxwell Technologies является лидером в разработке и производстве суперконденсаторов, но, похоже, Tesla интересна другая ее технология

В феврале Tesla за 218 млн долл. покупает ведущего американского производителя суперконденсаторов (ультраконденсаторов) Maxwell Technologies. Сразу распространяются слухи, что Илон Маск хочет заменить в своих электромобилях аккумуляторы на суперконденсаторы. Но до конца года это так и не происходит, поэтому более правдоподобной представляется версия, что Tesla более интересная технология усовершенствованных литий-ионных аккумуляторов, также разработанная купленной фирмой.

Несмотря на это, покупка производителя суперконденсаторов все равно подогрела интерес инвесторов к данной технологии. В мае американское агентство Polaris Market Research выпустило прогноз, что мировой рынок суперконденсаторов вырастет до 8 млрд долл. уже в 2026 г.

Впрочем, насчет перспектив применения суперконденсаторов мнения специалистов не так однозначны. Например, удостоенный в октябре премии «Глобальная энергия», доктор Халил Амин (наряду с ним премию также получил Фреде Блобьерг) считает, что и в обозримом будущем в электромобилях будут применяться только аккумуляторы. По его мнению, при низких температурах есть проблема только в старте электромобиля, далее уже работает система подогрева. Для старта Халил Амин предлагает использовать обычные свинцово-кислотные аккумуляторы, более устойчивые к морозу.

Электромобиль Tesla Cybertruck
Электромобиль Tesla Cybertruck — серьезная заявка Илона Маска на охват потребителей из «одноэтажной Америки»

Аккумуляторы применены и в самой громкой премьере 2019 г. — пикап Tesla Cybertruck. Его продемонстрировали публике в ноябре. Дело не только в том, что этот автомобиль имеет необычный дизайн, а его кузов выполнен из нержавеющей стали. Пикап — самый массовый тип автомобиля в США, на нем ездит почти вся «одноэтажная Америка», где и проживает подавляющее большинство населения страны. Илон Маск тем самым решил освоить самый интересный сегмент автомобильного рынка. Если ему это удастся, электромобили из «игрушки для любителей высоких технологий» превратятся в по-настоящему массовый продукт.

Инновации на железной дороге

Массовое внедрение суперконденсаторов в электромобили пока откладывается, но уже сейчас данная технология нашла свое применение на железной дороге. Высокогорный участок железнодорожной магистрали в Италии был оснащен источником бесперебойного питания (ИБП), который обеспечил требуемую надежность энергоснабжения средств сигнализации и стрелочных переводов. На протяжении 6 минут он может давать мощность 20 кВт. Впервые был применен ИБП на суперконденсаторах, что позволило полностью отказаться от обслуживания системы. Изготовила и установила данный ИБП российская фирма «ТЭЭМП». Вот так российские технологии завоевывают Европу. Об этом было рассказано на Российской энергетической неделе (РЭН), прошедшей в октябре.

Вообще, тема инноваций в железнодорожном транспорте была одной из главных на этом мероприятии. Та же компания «ТЭЭМП» представила концепт тепловоза с использованием суперконденсаторов, который будет обладать, по сравнению с обычным тепловозом, более высокой надежностью и значительно меньшим потреблением топлива (а также и пониженным выбросом парниковых газов в атмосферу). В тепловозах уже не одно десятилетие применяется электрическая трансмиссия — электричество, вырабатываемое дизель-генератором на борту, передается на электромоторы, связанные с колесами. Предлагается установит суперконденсаторы, которые дают дополнительную энергию на пиках мощности тепловоза. При этом дизель постоянно работает в оптимальном режиме, характеризующимся большим сроком службы и малым потреблением топлива.

Другой интересный проект, презентованный на РЭН — повышение пропускной способности железных дорог за счет установки литий-ионных аккумуляторов на питающих подстанциях. Он уже сейчас реализуется силами Омского университета путей сообщения, госкорпорации «Роснано» и компании «Русэнергосбыт». Дело в том, что количество грузовых составов, одновременно находящихся на данном участке железной дороги, ограничено возможностями питающей подстанции. Предполагается на пиках энергопотребления подключать литий-ионные аккумуляторы (которые заряжаются в моменты, когда интенсивность движения низкая), что позволит пускать дополнительные поезда.

Силовая электроника

Развитие электротранспорта и цифровой электроники требует перехода от электромеханическим к полупроводниковым переключающим элементам. А внутри категории полупроводниковых приборов — от медленно работающих тиристоров к более быстродействующим транзисторам.

В марте компания Cree продала свое подразделение по производству светодиодных светильников и ретрофитов. Полученные деньги были вложены в расширение производства мощных быстродействующих транзисторов на основе нитрида галлия, а также освоение новой для Cree категории продуктов — транзисторов на основе карбида кремния. Конкуренция нитрида галлия и карбида кремния держала в напряжении специалистов весь год. Но в итоге стало ясно — каждая из технологий будет занимать свою нишу. Нитрид галлия оптимален для устройств средней мощности. Высокое быстродействие позволяет работать преобразователям напряжения на более высокой частоте, что уменьшает размеры блоков питания. Но, когда речь идет о коммутации больших токов, карбид кремния здесь вне конкуренции.

Зарядное устройство на основе HEMT-транзисторов
Зарядное устройство на основе HEMT-транзисторов при малых размерах обеспечивает зарядку аккумулятора 12-дюймового ноутбука MacBook всего за 2 часа

В ноябре было объявлено о начале серийного производства принципиально нового типа полупроводниковых приборов — HEMT-транзисторов на нитриде галлия, а также микросхем на их основе. Основная особенность новых приборов — они почти не нагреваются при работе в импульсном режиме, что позволяет значительно уменьшить размеры блоков питания. Ранее HEMT-транзисторы уже выпускались в США для радиолокаторов и других специальных применений, но они были на основе арсенида галлия. Теперь же их делают на основе нитрида галлия и они предназначены для нужд энергетики. Предложить данную технологию для широкого применения американцев побудило развертывание сетей 5G, предъявляющих повышенные требования к блокам питания базовых станций.

Действительно ли альтернативная энергетика безопасна для природы?

В 2019 г. на весь мир прозвучал призыв шведской экологической активистки Греты Тунберг заменить углеводородную генерацию (проще говоря, нефть и газ) на энергию ветра и солнца. Но не все так однозначно. Про вредность производства солнечных батарей и так все ясно, а как обстоит дело с ветряками? В июне экологи «докопались» и до этой проблемы.

Ветряная мельница
Экологи предлагают делать в ветрогенераторах лопасти из дерева, прямо как в ветряных мельницах

До сих пор в ветряках используются лопасти из стеклопластика. Типичный ветрогенератор содержит в себе около 50 тонн этого вредного вещества, которое загрязняет окружающую среду, если просто выбросить лопасти на свалку. Переработка стеклопластика также затруднена. А обратили внимание на данную проблему только сейчас, когда подошел срок плановой замены первых ветрогенераторов.

В качестве одного из решений предлагается изготавливать лопасти из дерева. Но более реалистичным вариантом специалисты считают производство лопастей из термопластичной пластмассы, которая может быть переработана путем переплавки.

Мне сверху видно все, ты так и знай!

В 2019 г. в России начато внедрение технологии контроля состояния ЛЭП, словно пришедшей к нам из научной фантастики. В Центральном и Приволжском федеральных округах некоторые ЛЭП периодически осматривают беспилотные летающие аппараты. Эти аппараты летают в полностью автоматическом режиме, оценка состояния отдельных участков ЛЭП проводится частично в автоматическом режиме на основе системы искусственного интеллекта. Причем, благодаря обучаемости системы на конкретных примерах, с каждым месяцем все большее количество параметров оценивается без участия человека. Об этом на Международном форуме «Электрические сети», прошедшем на ВДНХ в декабре, рассказал первый заместитель генерального директора — главный инженер ПАО «МРСК Центра» — управляющей организации ПАО «МРСК Центра и Приволжья» Александр Пилюгин. Используются беспилотники зарубежного производства, но программное обеспечение — полностью отечественной разработки. В ближайшее время мы планируем более подробно рассказать об этой инновации на страницах журнала «Электротехнический рынок».

И, наконец, о важнейшем из искусств. В 2019 г. на экраны всего мира вышел голливудский блокбастер «Война токов» о том, как в конце XIX века шел непростой выбор между системами электрификации на постоянном и переменном токе. В декабре его премьера состоялась и в России. Голливуд задает общемировые тренды. И Голливуд ничего просто так не делает. Фильм не случайно вышел на волне интереса к использованию постоянного тока в электроэнергетике. Конкурентная борьба между концепциями, предложенными Эдисоном и Вестингаузом до сих пор продолжается. Возможно, наступивший год покажет, действительно ли за постоянным током будущее, или Вестингауз все же был прав?

Источник: Алексей Васильев

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Васильев Алексей Владимирович
Все новости и публикации пользователя Васильев Алексей в персональной ленте вашего личного кабинета на Elec.ru
Подписаться
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Электрошкафы с доставкой по России

erid: 2SDnje8F2Pa Реклама. Эковатт. ООО «Доминант», ИНН: 7723432460, https://ecowatt.ru/?erid=2SDnje8F2Pa Ищете надежного партнера для разработки и производства электрошкафов и электротехнических шкафов? Обратитесь в компанию Эковатт! Мы предлагаем комплекс услуг, связанных с разработкой и производством электрощитов и электротехнических шкафов из нержавеющей стали и листовой стали. В нашем каталоге вы найдете как типовую продукцию, так и возможность заказа по индивидуальному проекту. Мы ответственно подходим к каждому заказу, гарантируя высокое качество и надежность нашей продукции. Все наши изделия изготавливаются из прочных материалов, стойких к агрессивным средам и не подверженных коррозии. Они обеспечивают длительный срок эксплуатации и могут быть использованы в различных отраслях промышленности. Наши электрощиты и электротехнические шкафы могут быть установлены как внутри помещений, так и на открытых площадках. Мы используем высококачественные материалы и комплектующие для производства собственной продукции. Компания Эковатт предоставляет свои услуги в нескольких городах России, включая Нижний Новгород, Москву, Санкт-Петербург и Серпухов. Мы специализируемся на производстве различных типов электрошкафов, пультов управления, оборудования для телекоммуникаций, промышленной металлической мебели и инструментальных боксов. У нас вы найдете большой выбор типовой и оригинальной продукции, а также возможность изготовления по индивидуальным эскизам. Наши специалисты осуществляют различные виды сварок, включая аргоновую и полуавтоматическую сварку, а также гибку стальных и алюминиевых листов. Вся работа выполняется на современном оборудовании, гарантирующем оптимальные результаты. Мы гарантируем высокое качество и надежность нашей продукции. Наши электрошкафы обеспечивают защиту электрооборудования от неблагоприятных условий окружающей среды и чрезвычайных происшествий, таких как агрессивные химические соединения, влага, взрывы, возгорания и другие. Компания...
Петров Сергей · Эковатт · 22 марта · Россия · г Москва
Электрошкафы с доставкой по России

КУПЛЮ: Закупаем на постоянной основе неликвиды электрооборудования у предприятий и частных лиц

Закупаем на постоянной основе неликвиды электрооборудования у предприятий и частных лиц Интересуют контакторы, автоматы, реле, трансформаторы и другая промышленная электротехника. Самовывоз или ТК. Оплата нал/безнал. С хранения, заводские цены не предлагать. Работаем со всеми регионами. Для оценки оборудования обязательно отправляйте фото на e-mail Цены договорные-обсуждаемые , звоните.
Промарсенал Андрей · Компания Промарсенал · 19 марта · Россия · г Москва
Закупаем на постоянной основе неликвиды электрооборудования у предприятий и частных лиц

ПРОДАМ: Стабилизаторы напряжения Вольт Engineering

НПО «Вольт Engineering» — инжиниринговая компания, специализирующаяся на разработке и производстве электротехнического оборудования, повышающего качество и надежность электроснабжения бытовых и промышленных объектов. Предприятие расположено в России в городе Москва (аналог Украинской торговой марки Элекс), обладает современным высокотехнологичным производством, имеет на балансе роботизированное оборудование таких мировых лидеров, как TRUMPF, AMADA, RUFF, FRONIUS и предоставляет возможность быть среди лидеров рынка стабилизаторов напряжения, как по характеристикам, так и по качеству и ценовой привлекательности электрооборудования. Продукция под ТМ «ВОЛЬТ ENGINEERING» является синонимом безопасности, технической безупречности, качества и надежности. Особенности: Разрабатывает и производит стабилизаторы напряжения более 13 лет Прогрессивные технологии производства. Сервисный центр с опытными специалистами. Собственное конструкторскою бюро и высокотехнологичная производственная линия. Лучшие комплектующие европейского и собственного производства. Сертифицированная продукция. Под торговой маркой «Вольт Engineering» производятся стабилизаторы сетевого напряжения переменного тока Вольт следующих серий: Ампер, Ампер DUO, Гибрид, Герц и Герц ПРО Полный каталог Вы найдете на нашем сайте www.stabhouse.ru
Шишкин Иван · Шишкин Иван Леонидович, ИП · 15 марта · Россия · Краснодарский край
Стабилизаторы напряжения Вольт Engineering

ПРОДАМ: Преобразовательная техника

1. Цифровые системы возбуждения. 2. Частотно-регулируемые привода (ЧРП) и устройства плавного пуска (УПП), низкого и среднего напряжения до 20 МВт. Предлагаем к поставке всю гамму продукции Siemens, Schneider Electric, Phoenix Contact, Eaton, WAGO, Rockwell Automation, GE Fanuc, Rittal, ABB, General Electric, Вalluff, Allen-Bradley, AuCom, Ansaldo, Leroy Somer, AEG, Baumuller, Faurndau, T-T Electric, Menzel Electromotoren, CEAR, Stipaf, Oemer, VEM, WEG, TES, и других производителей.
Тарасов Сергей · ООО "ЭСМ" · Сегодня · Россия · Нижегородская обл
Преобразовательная техника

ПРОДАМ: ООО"УралСнаб" Электроустановочные изделия

Электроустановочные изделия — это обобщающий термин для электротехнических изделий, предназначенных для коммутации переносных и стационарных потребителей электроэнергии и электрических цепей. Иными словами, электроустановочными изделиями можно назвать все то, что позволяет управлять освещением и обеспечивает возможность мгновенного подключения всевозможных приборов, устройств и гаджетов к электрической сети, то есть: розетки, выключатели, переключатели, диммеры и даже регуляторы теплого пола.
Кашин Игорь · УралСнаб · 29 февраля · Россия · Пермский край
ООО"УралСнаб" Электроустановочные изделия
Российский производитель и бренд низковольтной аппаратуры: электрооборудования для ввода, распределения и учета электричества, локальной автоматизации технологических процессов, а также комплексных энергоэффективных решений для любой отрасли индустрии.