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光伏发电解决方案范文1
【关键词】光伏并网系统;微型逆变器;电气结构
引言
在全球能源危机的影响,寻求可持续的、清洁的、能源效率高的替代能源,成为当今国际发展的主题之一。太阳能以其无可比拟的优势,成为人们缓解能源危机的主要选择之一。太阳能资源丰富、持续、清洁,作为一种替代传统能源的新能源具有重大的经济和战略意义。
光伏发电是目前人们有效利用太阳能的重要方式。传统的集中式光伏并网发电系统是由多个太阳能组件通过一定的串并联方式紧密相连,形成阵列。阵列产生的直流电流向集中并网逆变器,由逆变器完成DC/ AC转换连接的公共电网,并找出系统最大功率点跟踪以优化系统效。随着光伏发电技术的不断发展和新产品的不断涌现,集中式光伏并网逆变器的缺点逐步引起了关注。
(1)可靠性:集中式的并网系统中,光伏逆变器是整个系统关键环节中的薄弱环节,单个逆变器的故障可能导致整个发电系统的崩溃,光伏阵列产生的能量,在设备维护周期被浪费了。
(2) MPPT跟踪效率:尽管大多的集中光伏逆变器厂商宣称其MPPT可以达到99 % ,实际上,由于其MPPT跟踪的目标整个光伏阵列,不可能追踪到每块光伏组件。因组件匹配,局部遮荫等影响,实际光伏阵列的输出呈现多峰特性。在光照功率不均时,进行统一的最大功率跟踪,很可能使系统工作在局部最优点,而错过了真正的最大功率点。
(3)系统可扩展性:集中式并网系统的连接方式决定了系统可扩展性较差。
本文介绍了光伏并网型系统主要的并网技术形式,微型逆变器的发展现状及技术特点,结合分布式项目易受安装环境的影响,系统因组件型号规格、安装倾角、朝向、遮挡阴影、灰尘、温度、辐照度等方面的影响,在阵列中的局部甚至每块光伏组件,都各自工作在独有的状态下。为了提高系统输出效率,增加发电量,提出了支持热插拔,即插即用的微型逆变器并网系统方案,该方案下用户可根据需求随意扩容,而不影响系统整体发电效率,是拟补集中式并网系统存在问题最完善的解决方案。特别以微型逆变器为核心的太阳能建筑应用方案,是目前光伏建筑并网系统的研究热点之一。
1 光伏系统的主要并网技术方式
(a)集中式并网系统 (b)组串并网系统
(c)微型逆变器并网系统
图1光伏并网系统示意图
集中式逆变器并网系统存在的缺点,众多学者提出了各种新型光伏并网系统,其中微型逆变器并网系统为代表的分布式并网方案是当前研究的热点。图l(a)为传统的集中式并网逆变器系统,图l(b)分别为组串式逆变器并网系统和和多组串式逆变器并网系统,图l(d)为微型逆变器并网系统。
2 主流光伏并网方式的特点
表1 传统逆变器与微逆变器系统比较
微型逆变器并网 单(多)组串逆变器并网 集中式并网
单体容量范围 100-500W 500W-15kW 30kW-500kW
MPPT追踪范围 组件级 组串级 阵列单元
阴影遮挡影响
系统输出 单个组件,
影响很小 一串,
影响较大 阵列单元,
影响很大
DC侧电压 低压安全 高压危险 高压危险
AC侧并网 单电缆入户低压并网 低压用户侧并网 中高压并网传输
火灾隐患 很小 大 很大
组件要求 不同组件系统可混用 同一串组件电性能须相同 阵列单元的组件电性能须相同
监控 全球性网络监控 本地监控 本地监控
组件关断 单组件网络关断 外部开关关断 外部开关关断
防护、环境应用 IP65 -40℃~+65℃ IP20 室内机房 IP20 室内机房
安装 支架安装、简便 需要机房、壁挂 安装复杂、需要机房
由表1可知,集中逆变器每台自带MPPT数量为一个,意味着系统只能对电池板阵列单元进行最大工作点跟踪,适合无周围遮挡的大型地面电站,单(多)组串式逆变器并网系统通过DC/DC变换器与光伏组件串直接相连,MPPT跟踪每串电池组件的最佳工作点;而微型逆变器并网系统则是能够将MPPT 做到组件级别。因此微逆分布式光伏并网系统中每块组件均工作在最大功率点,光伏组件利用率高于集中式及组串式并网方式。
图1(b)组串逆变器是取了集中逆变和组串逆变的优点,避免了其缺点,适用于几千瓦至几十千瓦的光伏发电站。在多组串逆变器中,各组串输入包含了单独的功率峰值跟踪(MPPT)。每个组串中可分别包含不同的组件额定功率、组件数、生产厂家、不同技术的光伏组件、不同朝向或倾角的组件串,每一组串都工作在它们各自的最大功率峰值上。但是由于分布式电站多在屋顶,屋顶的局部遮挡阴影对光伏阵列的阴影影响还是会涉及到组串级别上。
图1(c)微型逆变器并网系统,由于每一块组件对应安装一台微型逆变器,可以有效解决集中式并网方案中逆变器的可靠性问题及组串式逆变器的局部阴影对光伏系统的影响问题,在微逆并网系统中,任何时候的局部遮挡只是局限于单块组件,而不会影响到没有受到遮挡组件的发电输出。不同的额定功率、不同的尺寸或不同技术的光伏组件、不同的生产厂家的光伏组件、不同朝向或倾角甚至遮挡阴影的光伏组件,每块组件都分别配置单独的逆变器上,并工作在它们各自的最大功率峰值上,系统电能输出比传统的逆变器多产出16%的电能。
3 微逆变器的特征及发展现状
3.1 微逆变器的组成和特征
微逆变器是功率等级较少(100w-500w)的光伏并网逆变器,它直接安装在单块组件上,将单块组件产生的直流电直接转化为交流电,若干光伏组件并联形成系统,接入公共电网。图2所示的为采用微逆变器的分布式光伏并网系统,该系统主要由嵌入微逆变器的光伏电池板和控制中心组成。微逆变器将光伏电池的实时信息通过无线网络传送给控制中心,便于诊断和管理。这种分布式发电具有集中式逆变器无法比拟的优势主要表现以下向几方面:
(1)对单块组件的最大功率点进行跟踪,可大大提高光伏系统的发电量(可提高5~25%);
(2)将微逆变器与光伏组件集成,可以实现模块化设计,实现即插即用和热插拔,系统扩展简单方便;
(3)能够充分利用空间和适应不同安装方向和角度;
(4)配置灵活,在家用市场可以按照用户财力安装光伏电池大小;
(5)无高压电,更安全,安装简单,维护安装成本低廉,对安装服务商依赖性减少;
(6)系统冗余度高、可靠性高,单个模块失效不会对整个系统造成影响。
图2 新型微逆分布式光伏并网系统示意图
传统的集中式逆变器由于工作在高电压、大电流的场合,寿命一般为5~15年,而光伏组件的寿命为20~25年,这就需要更换和维修集中式逆变器。相反,为使微逆变器同光伏组件的寿命匹配,微逆变器采用航空电源的技术设计及标准,具有高可靠性、高效率和长寿命的特色。同时,便于与光伏组件模块化,微逆变器应具有体积小、重量轻的特点。微逆变器主要由升压环节和周波变换器两部分组成(单级式微逆变器)。升压环节主要是升高光伏电池电压,保证能输出220v的交流电压,同时能够实现最大功率跟踪、孤岛保护和并网,周波变换器用于实现高频交流电变成工频交流电。
3.2 微逆变器的发展现状
美国加州的Enphase energy从2008年微逆变器第一代产品M190。之后不久,推出一系列的微逆变器产品并开始商业化量产,取得了较好的销售成绩,使得微逆变器获得了更广泛的认可,吸引了众多公司纷纷加入到微逆变器的研发行列;德国艾斯玛太阳能技术股份公司(SMA solar technology)、英国的Enecsys公司都通过技术并购或自主研发了自己的微逆产品。随着国外微逆变器市场的日益火热,众多国内厂商也尝试开始微逆变器产品的开发。最早从事微逆变器研究的公司-英伟力新能源科技公司于2010年5月了其第一代产品MAC250。后起之秀微逆厂商昱能(APS)光伏科技,2010年3月成立,在2011年、2012年连续第1代产品YC200、第2代产品YC250、YC500(一拖二单相微逆)的基础上,2013年5月,了世界首款三相微型逆变器――YC900-3(一拖四三相微逆),及世界首款双体离网微型逆变器,目前累计出货量已超过10万台套。
随着电力电子元器件的发展、数字信号处理和信息通信技术的应用以及先进的控制方法的提出,微逆变器的一些技术也得到了快速发展。主要表现在以下几个方面:
(1)电子元器件技术的进步,减少了的损耗,提高了微逆变器的效率;
(2)拓扑结构由多级的功率变换向单级的功率变换转换,减少了元器件的数量、降低了损耗和成本;
(3)高频软开关技术提高了系统的频率和效率,减小了体积;
(4)无电流电压传感器的最大功率跟踪技术替代电流电压传感器的MPPT技术;
(5)研究薄膜电容的功率变换技术和长寿命的电解电容技术替代传统的电解电容的功率变换技术;
(6)先进的并网电流控制方法改善了微逆输出波形质量,提高了系统的动态响应性能和稳定性;
(7)基于web模式的可视化监视平台,展示每台组件的实时发电状态。
4 微型逆变器的应用实例分析
实验数据表明,在集中式光伏逆变器系统中,光伏阵列即使只有10%的遮挡,整个光伏阵列的发电量输出将有50%的降低。但是在微型光伏系统中阴影遮挡的影响仅限于被遮挡的组件本身,而对于其它光伏阵列的输出没有影响。
图3 微型逆变器与传统逆变器光伏系统发电量比较
Enphase通过在美国同一地区150个微型逆变器光伏系统连续6个月以上现场运行监测数据也表明,系统发电量比标称值提高 8-11% ;而传统逆变器系统发电量却低于标称值8%;所以两种系统发电量输出相差16%以上(Data source: Gostein et al,2009 Enphase)。
由中电电气EPC总包的青海建院237KW光伏屋顶项目,是目前国内最大的微逆方案光伏电站之一。项目分布于6栋教学楼屋顶,各屋面的走势及周边环境,均有不同程度的阴影遮挡影响,综合考虑各方面的影响,最终采用在其中5栋遮挡严重楼顶采用微型逆变器,1栋屋顶采用组串式逆变器。微逆采用昱能光伏科技YC500-CN(一拖二单相微逆),整个系统共用微逆498台,光伏电池板996块,组串逆变器采用阳光15KW逆变器。本项目与2012年11月建成,目前并网运行正常。
通过对相邻屋顶的20.5KW微逆光伏系统与15.3KW组串逆变器光伏系统近6个月的发电量的现场运行数据比对,20.5KW微逆系统发电量为16681.5kWh,15.3kW组串逆变器系统发电量为11264.5kWh,微逆系统及组串系统折合到单瓦年发电量输出上分别为1.624kWh/W.年和1.47kWh/W.年,发现在微逆系统的发电量输出比组串逆变器系统输出的发电量多10.7%。根据昱能公司实验数据,在有遮挡条件下测试对比,微逆系统更有近52%的优势,晴天无遮挡条件下微逆有5-8%的优势;一般条件下测试微逆系统有10-15%优势。建院项目的数据结果也很好的验证了该结论。
5 结束语
光伏微型逆变器作为一种新型的光伏并网装置,特别是在分布式电站中由于安装条件的限制,光伏阵列中组件会在安装朝向、安装倾角、安装规格、阴影数量、安装规模等条件影响下工作,微型逆变器很好的解决传统的集中逆变器及组串、多组串逆变器系统缺点,最大化的提高了系统的输出效率,增加了系统发放电量的输出。微逆变器技术的发展和推广对我国未来的光伏屋顶计划和光伏建设一体化等分布式光伏电站的推广应用具有重要意义。随着国家对可再生能源开发、利用重视程度的加大,微型逆变器在分布式光伏并网发电的发展前景良好。
参考文献:
[1]高文祥.微型逆变器综述.电力系统保护与控制,2012(21).
[2]刘忠立.SiC功率半导体器件的优势及发展前景[J] .电力电子,2009(6).
光伏发电解决方案范文2
截至评估基准日,华力特归属于母公司所有者权益的账面值约为2.39亿元,评估增值4.25亿元,评估增值率约为177.17%。
重组草案中,猛狮科技表示,华力特是中国领先的智能变配电解决方案提供商,其所提供的产品或服务有着较广阔的市场前景;本次交易的实施有助于公司显著改善经营状况,提升整体资产质量,扩大资产规模和增强盈利能力,以实现股东的利益最大化。
但事实上,近年来,华力特的营业收入增速明显放缓,净利润增长亦停滞不前。
在营收增速放缓的大背景下,华力特的应收账款却增速不减,2012-2014年的年均增幅约为31.11%。除此之外,华力特还存在海外业务波动风险等问题待解。
此前,为登陆资本市场,华力特已进行了三轮尝试,但均以失败告终。再次冲击,华力特仍然前途未卜。
海外业务存风险
华力特是一家致力于为用户提供专业变配电解决方案的智能变配电解决方案提供商,主要为客户提供电力自动化技术及整体解决方案为基础的行业变配电设备集成业务和中性点电阻接地装置。
2011年4月,华力特首次递交上市申请,但未能获得证监会通过。
发审委在审核意见中指出,国外加纳业务的快速增长构成华力特业务增长的主要来源,其毛利贡献度申报期内分别为10%、31%、37%,且加纳业务收入主要来自于三大客户,公司以加纳为主的国外业务是否可持续对公司盈利能力构成重大影响,存在不确定性。
招股说明书显示,2008-2010年,华力特实现的营业收入金额分别为2.12亿元、2.43亿元和2.93亿元,年均增幅约为17.56%。其中,国外业务营业收入由2707.23万元上升至9812.74万元,占营收的比重由12.95%上升至33.45%,年均增幅90.38%。
2012年6月,华力特再次递交上市申请,但却在2013年5月主动撤回申报材料。此后,华力特迅速与英唐智控(300131.SZ)“联姻”展开并购重组。2013年12月,英唐智控重组预案,公司拟以6.74亿元收购华力特。
重组预案显示,华力特海外业务2011年实现收入1.06亿元,占营业收入的31.34%;2012年,华力特海外业务收入额下降至0.79亿元,同比下滑25.47%,占营收的比例下降至22.12%。
预案中,华力特表示,由于第一次申报IPO未获得证监会审核通过,华力特内部对资源分配进行了相应调整,优先用于发展国内业务,对海外业务资源投入的减少影响了其发展。
然而,让人疑惑的是,在2014年5月英唐智控的重组草案中,华力特的海外收入金额发生巨变。
根据重组预案,2012年,华力特第三大客户为Electricity Company of Ghana Ltd,公司当年对其的销售金额为1922.95万元,占当期收入的5.4%。
而在重组草案中,Electricity Company of Ghana Ltd一举跃升为华力特第一大客户。根据重组草案,2012年,华力特对Electricity Company of Ghana Ltd的销售金额为10893.06万元,占当期营收的29.28%。公司当年对外销售实现的营业收入由7876.28万元一举跃升至15892.24万元,占营收的比例高达42.72%。
2014年9月5日,英唐智控公告称,由于华力特资金往来等重大事项尚需进一步核实,在证监会二次反馈意见回复到期日前,公司未能向证监会提交反馈意见回复相关文件,特申请延时回复。2014年9月12日,英唐智控宣布终止重组。
此次重组,华力特的海外销售值得关注。重组草案显示,2013年,华力特外销金额仅为4787.09万元,同比下滑69.88%。同期,公司内销金额增长至39319.39万元,同比增长84.54%。
2014年,华力特的内销金额同比下滑14.42%,外销金额增长至9917.74万元,同比增长107.18%,占比上升至22.76%。
业绩增长幻象
本次重组草案中,猛狮科技表示,本次交易的实施有助于本公司显著改善经营状况,提升整体资产质量,扩大资产规模和增强盈利能力,以实现股东的利益最大化。但近年来,华力特的营业收入增速已然明显放缓。
财务数据显示,2012-2014年,华力特分别实现营业收入3.71亿元、4.41亿元和4.36亿元,年均增幅约为8.41%。同期,公司实现的净利润金额分别为0.48亿元、0.54亿元和0.48亿元,净利润增长几近停滞。
值得一提的是,2010年,华力特净利润为0.51亿元,公司当年营业收入为2.93亿元,净利润率约为17.41%;而2014年,华力特净利润率仅为11.01%。
营收增速放缓,华力特应收账款却增速不减。2012-2014年,华力特的应收账款余额分别为1.21亿元、1.45亿元和2.08亿元,年均增幅约为31.11%。
与同行业上市公司相比,华力特的会计政策也稍显激进。根据重组草案,华力特采用账龄分析法计提坏账准备,1年以内的坏账计提比例为2%,1-2年为5%,2-3年为20%。
重组草案中,华力特将北京科锐(002350.SZ)和特锐德(300001.SZ)作为可比上市公司。资料显示,北京科锐和特锐德均采用账龄分析法计提坏账准备。但与华力特不同,北京科锐和特锐德1年以内的坏账计提比例均为5%、1-2年为10%、2-3年为30%。
审计报告显示,2013年末,华力特的应收账款账面余额为14471.23万元。其中,1年以内为9298.3万元、1-2年为2782.37万元、2-3年为1142.58元。公司当期计提的应收账款坏账准备合计1638.35万元,占比11.32%。
2014年,公司应收账款余额增至20753.9万元,其中1年以内为12632.96万元、1-2年为5659.43万元、2-3年为1373.86万元。公司当期计提坏账准备金额约为1626.76万元,占比7.84%。
如果以北京科锐和特锐德的计提方式计算,华力特2013年和2014年应计提的应收账款坏账准备金额分别约为2170.68万元和2426.11万元,与公司实际计提的坏账准备分别存有532.33万元和799.35万元的差距,分别占当期净利润的9.93%和16.54%。
此外,值得一提的是,根据此前英唐智控的重组预案,2011-2012年,华力特的应收账款余额分别为1.07亿元和2.12亿元。但审计报告显示,2012年,华力特应收账款余额仅为1.45亿元。
盈利前景不明
在此前英唐智控的重组草案中,华力特曾承诺2014-2016年经审计的扣除非经常性损益后归属母公司的净利润分别不低于5998万元、7022万元和8381万元。但事实上,2014年华力特实现的净利润仅为4833.34万元,与业绩承诺存有较大差距。
此次重组,华力特对业绩承诺做出调整。重组草案中,华力特承诺2015-2017年公司实现的净利润分别不低于6000万元、7800万元和10140万元。
但需要指出的是,2015年上半年,同行业上市公司业绩下滑明显,华力特盈利前景未知。
许继电气(004400.SZ)是电力设备上市公司中产业链最完整的企业,2015年1-6月,许继电气实现营业收入21.8亿元,同比下滑33.07%;实现营业利润0.81亿元,同比下滑82.24%;归属上市公司股东净利润0.75亿元,同比下滑75.96%。
在董事会报告中,许继电气表示,外部形势复杂严峻,受国家经济下行压力影响,本报告期收入确认同比减少,部分产品毛利水平下降,致使本期营业收入和净利润均较上年同期下降。
北京科锐半年报显示,2015年1-6月,公司实现营业收入5.24亿元,同比增长0.27%;实现营业利润387.11万元,同比下滑85.04%;归属上市公司股东的净利润为0.12亿元,同比下滑44.7%。
光伏发电解决方案范文3
报告提供的数据显示,尽管2012年零售业预付卡销售规模仍在增长,但预付卡销售增长率为17.38%,比2011年同比下滑8.31个百分点。即使是信誉度高、品牌大的零售业连锁百强样本企业,平均增长率也比2011年下滑了7.96个百分点。报告认为,经济增速放缓、消费预期减弱、“八项规定”发力,成为预付卡市场增长的缓冲。尽管如此,这些缓冲因素仍无碍预付卡消费总额破万亿元。
点评
作为一种新型的支付手段,预付卡支付方式便捷,使用范围广泛,发卡企业有相应的刺激消费的激励措施,越来越多消费者开始选择购卡消费,目前预付卡消费正逐渐由以团购客户为主体转为个人市场和团购市场并重格局。随着个人市场的逐步扩大,预付卡消费将会继续保持不断增长的态势。
国内光伏市场启动十二五将扩容75%
饱受国外市场挤压的中国光伏产业近期迎来重大利好,此前国务院的《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》提出,将2015年国内光伏发电装机目标在2000万千瓦基础上再上调75%,今后3年将新增装机容量3000万千瓦,并明确电价和补贴机制以及光伏准入门槛;要求大力开拓分布式光伏发电市场,扩大分布式光伏发电应用,建设100个分布式光伏发电规模化应用示范区、1000个光伏发电应用示范小镇及示范村,支持偏远地区及海岛利用光伏发电解决无电和缺电问题。鼓励在城市路灯照明、城市景观以及通讯基站、交通信号灯等领域推广分布式光伏电源。
点评
近年来,中国光伏产业在产能过剩、国外市场需求下降的双重挤压下陷入了前所未有的困境,光伏组件价格暴跌超过了50%。尽管如此,6月4日欧盟又宣布对我国光伏产品征收11.8%临时反倾销税,如果中欧双方未能在8月6日前达成解决方案,届时反倾销税率将升至47.6%。在这种背景下,启动国内光伏市场已是势在必行。此次装机量的扩容和应用市场的扩大,对目前饱受产能过剩之苦的光伏业将是一大利好。业内专家预计,光伏电站投资按平均每千瓦1万元测算,分布式光伏系统按每千瓦1.5万元测算,本次目标上调带动的投资需求将超千亿元。
国内首单RQFLP投资业务开闸 境外人民币投资境内市场渠道进一步拓宽
上海银行近日为首批境外人民币股权投资试点企业提供了首单境内股权投资服务,意味着国内第一笔RQFLP(人民币合格境外有限合伙人)境内投资业务“落地”。
据了解,RQFLP试点工作,是上海在开展外商投资股权投资企业试点工作(QFLP)基础上,允许海外机构投资者合法获得的境外人民币直接投资到上海市设立的外商投资股权投资企业,开展境内股权投资的尝试。RQFLP将有别于以往人民币境外合格投资者(RQFII)只能投资股市、债市,而是可投资未上市企业、上市企业的非公开交易股权、可转换债券、产业基金等。
此次RQFLP试点企业的首单境内投资业务,由上海银行参与企业架构设计,并创新了R+Q(即“跨境人民币+美元”的境外资本金出资方式)的试点模式,在经上海市外商投资股权投资企业试点工作联席会议评审通过后,成为该试点企业的托管银行。
点评
RQFLP试点是继外商人民币直接投资(RFDI)、人民币合格境外机构投资者(RQFII)之后,境外人民币回流的又一新渠道,将大大拓宽海外资金、特别是离岸人民币资金投资中国内地市场的渠道。
节能环保产业2015年总产值将达4.5万亿
据国家发改委此前公布今年节能减排工作方案披露,“十二五”期间,我国节能环保产业产值年均增速要达到15%以上,2015年总产值达到4.5万亿元,成为国民经济新的支柱产业。
发改委确定的重点节能减排工程包括:实施节能改造、节能技术产业化示范、节能产品惠民、合同能源管理推广和节能能力建设等节能重点工程,形成节能能力6000万吨标准煤。实施城镇污水垃圾处理设施及配套管网建设、重点流域水污染防治、重点区域大气污染防治、脱硫脱硝等减排重点工程,新增城镇污水日处理能力800万吨,形成化学需氧量、氨氮年削减能力60万吨、6万吨;新增燃煤机组脱硫装机容量700万千瓦、脱硝装机容量1.5亿千瓦,对77条水泥生产线安装烟气脱硝设施,形成二氧化硫、氮氧化物年削减能力24万吨、160万吨。
点评
长期以来,我国资源能源利用效率低、环保欠账多。加快发展节能环保产业,全面提升节能环保技术装备水平,不仅有利于破解资源环境制约、释放消费潜力,而且会拉动有效投资,带动新兴产业成长。可以想见,未来节能环保产业市场将会有巨大的发展空间。
首座民企LNG加注站投建 民企进入LNG领域破题
舟山群岛本岛定海的东北岬角,新奥集团正计划投资47.5亿元建设国内首座民营企业国际远洋船舶LNG加注站。
今年3月,国家能源局向新奥集团出具了《关于同意浙江舟山国际航运船舶液化天然气(LNG)加注站项目开展前期工作的函》,允许新奥集团可以围绕这个项目进行前期的准备工作。这意味着该公司开展液化天然气进口、转口、贸易和分销业务获得国家发改委的认可,这也是我国民营企业首次获准进入LNG进口领域。
据悉,根据规划,舟山LNG加注站项目一期工程将包括接卸266000m3LNG船舶泊位1座(远期预留同等规模码头一座)、60000m3LNG船舶装船泊位1座、槽车滚装船(兼工作船)泊位2座、16.0×104m3储罐2座,接收能力为300万吨/年,年销售额达到160亿元。2016年底舟山LNG项目将卸载第一船进口LNG,未来舟山LNG项目接收能力将能达到3000万吨/年。舟山市政府希望新奥集团能推动舟山群岛成为辐射整个东北亚市场的LNG转口贸易中心。
资料显示,2012年,新奥集团旗下最主要的天然气分销平台新奥能源天然气销量62.3亿立方米,较2011年同比上升24.2%;2013年公司预计销量增长25%,达到78亿立方米。近年来,新奥集团以不同方式介入了油气开采、管道运输、天然气液化、出口基站建设和远洋运输等环节的LNG全产业链。
点评
近年来我国天然气对外依存度不断上升已是不争的事实,今年上半年我国天然气进口量(含LNG)约合247亿立方米,增长24.6%。而长期以来天然气进口一直由三大石油央企垄断,既无法满足国内市场的需求,又阻塞的民营企业的投资渠道。新奥舟山LNG项目的启动或将开启民企进入天然气进口领域的先河。
星级酒店受累抑制三公消费 酒店行业将新一轮洗牌
在抑制“三公消费”等多重因素影响下,星际酒店难抗需求疲软、业绩大幅下滑的趋势愈演愈烈。中国旅游饭店业协会最新的《2013年上半年星级饭店经营情况报告》显示,今年1至6月,全国三星级及以上星级饭店平均出租率为53%,较2012年同期下降6个百分点;平均客房收入同比减少8.5%;平均餐饮收入同比减少17.2%;平均会议收入同比减少17.8%;平均总营业收入同比减少11.8%。
调查结果显示,本次在中国旅游饭店业协会调查范围内的全国多个城市的2000多家三星级及以上星级酒店的平均出租率已经跌破了60% 的“保本线”。在星际酒店的各项收入中,平均会议收入降幅最大。其中,四星级饭店同比降幅达到21%,五星级饭店同比下降17%,三星级饭店则同比下降15%。
报告还显示,2013年上半年,全国三星级及以上星级饭店对2013年至2015年酒店市场前景判断为“非常乐观”或“乐观”的占26.1%,对前景判断为“非常不乐观”或“不乐观”的占31.1%。
点评
酒店业绩下降与抑制“三公消费”有直接的关系。目前与公款消费相关的政府、国有大型企业、学校各事业单位等经济主体占国民经济50%左右,对这些公款消费依赖性越大的酒店,营收下降越明显。当然,也与今年入境游客数下降有一定关系。1月至7月,我国入境游客数整体下降5%左右,并由此也带来客房出租率的下降。在大兴节俭之风的今天,高端酒店的新一轮洗牌在所难免,酒店业的结构调整转型迫在眉睫。
中储粮订购96万吨美国转基因玉米
美国农业部证实,因进口成本下降而且中国国内价格依旧居高不下,中储粮近期已订购了96万吨美国转基因品种玉米。据悉,这是我国继7月初通过一连串交易购买130万吨美国软红冬麦创下单日近10年来最高纪录后,又创下的至少两年内国内最大一笔玉米进口订单记录。
数据显示,去年我国玉米进口521万吨,同比增长了197%,基本上都是转基因品种。而我国农业部日前的信息显示,去年就有孟山都、先锋国际、先正达等多家公司的转基因玉米品种获得农业部批准进口,用途都是“用作原料”。此前,已经有中粮、新希望等大型企业进口了国外的转基因玉米,并称此前进口的转基因玉米主要用作了饲料。
点评
近年来中国进口转基因玉米已经进入常态化,包括中粮、新希望等企业都成为美国转基因玉米的重要买家,但作为国家的粮食储备企业,中国储备粮管理公司订购美国转基因玉米并不多见。作为企业行为,中储粮的此次订购更多的是基于市场的考虑。据分析,由于近期天气较为理想,今秋美国玉米收成将创下纪录高位的预期使新作玉米价格此前跌至每蒲式耳不到5美元,为几年来最低水准。而包括运输成本、保险和进口关税在内,美国玉米价格仍较中国国内便宜,目前中国玉米价格徘徊在每蒲式耳10美元左右。
老牌国企唐钢建23家非钢公司 拟后年创收800亿
成立于1943年的唐山钢铁集团公司在全行业吨钢利润几乎为零的情况下,目前正在经历着痛苦的转型。按照规划,未来3年,唐钢将实行大规模“钢厂搬迁”, 22000钢铁工人将告别70年的主业,进入新的产业领域, 2015年新产业创造800亿的收入、20亿以上的利润。
近3年来,唐钢的转型已经在一步一个脚印向前推进,公司已先后成立了包括LED、房地产、物流、信息自动化、液化天然气、大专院校等22家非钢子公司,正在筹备的第23家子公司,业务方向是环境治理和清洁生产。
按照规划,唐钢将23家非钢子公司,划分成钢材深加工与大物流、资源开发和综合利用、装备制造与工程技术、化工、房地产、服务与教育培训六大类产业。其中商贸、物流、华冶三家公司将打造成年营业收入过百亿的企业。同时,培育支持唐钢气体公司和物流公司上市。2013年,唐钢的非钢产业目标是全年实现营业收入超过130亿元,增效3亿元以上。唐钢希能够在8年内收回22家子公司在非钢产业的投资,纯利润率达到12%以上。到2015年,唐钢非钢产业将达到800亿的销售收入,实现20亿以上的利润,而整个唐钢集团到2015年年底的收入目标是1500亿。这意味着,三年后,唐钢的非钢收入将超过钢铁主业。
点评
在全国钢铁产能严重过剩、钢铁行业吨钢利润几乎为零的大背景下,如何实现钢铁企业的转型,各家钢企都在试:武钢养猪、首钢做葡萄酒、唐钢做LED,各家钢厂都在寻找更好的盈利模式。这不仅是为了钱,更是为了生存。以唐钢目前1800万吨的产能,已经难以支撑起3.7万人的重负。唐钢表示,今后几年,唐钢的资金、技术、人员都将转向非钢产业。唐钢期望通过扩大非钢产业完成企业转危为安的蜕变。
中国平安携手eBay为eBay卖家提供量身定制的融资产品
深圳平安金融科技咨询有限公司8月15日与全球在线交易平台eBay签署战略合作协议,正式启动双方的合作,推出为eBay卖家量身定制的融资产品。
据悉,eBay是中国卖家开展外贸电子商务的重要平台,中国卖家正崛起成为全球跨境B2C贸易中的新锐力量。随着业务的不断发展,eBay卖家对资金的需求不断提升。而本次金科与eBay的战略合作旨在帮助eBay中国卖家破解融资难题,进一步开拓跨境贸易商机、获得新的发展机遇。
根据协议,eBay卖家将授权eBay向平安银行提供自己的商品、交易流水等经营状况的信息,而平安银行会根据这些信息对商户的经营状况和还款能力进行综合评估,并给予商户一定的授信额度。未来平安金科将依据互联网公司提供的商家交易和行为信息进行风险测评,并与平安银行合作可为客户提供最高100万元的信用贷款额度。与市场上其他的小额融资产品相比,该融资产品既不需要客户提供企业银行流水和财务报表,也不需要卖家提供任何固定资产做抵押或提供任何形式的担保,完全凭借卖家的个人信用及销售数据授信和以卖家交易行为信息作为审核依据,平安金科提供的贷款无抵押、无担保,具有额度循环、还款灵活、申请简便的特点。
点评
电子金融业务的重大拓展!长期以来,许多外贸电子商务中小企业融资困难主要是因为其无法提供传统金融机构评估风险所需要的各种信息资料,而一般的电子商务平台也不愿提供融资企业的业务信息。此次平安金科与eBay合作将突破传统的线下评估模式,为金融机构提供更加真实有效的数据,为互联网商家与金融机构之间搭建一个重要的是信息平台,进而为外贸贸电子商务企业融资提供极大的便利。
快递产业受青睐 招商局中信资本等入股顺丰
快递巨头顺丰速运近日与元禾控股、招商局集团、中信资本等签署协议,前三者以总体投资不超过顺丰25%的股份,成为顺丰新股东。
据悉,中信资本是通过旗下人民币基金——中信资本(天津)股权投资合伙企业(有限合伙)参与这次交易的。本次交易有望成为本年度人民币股权投资市场最大的交易之一。据了解,融入的资金将深入顺丰核心资源,夯实和强化核心资源的力量,如顺丰信息系统、中转环节及航空枢纽等。投资方入股后,并不会改变顺丰目前的战略方向和品牌主导权。
数据显示,目前顺丰旗下已有30架全货机、5000多个营业网点、150余个一、二级中转场和一万多台营运车辆。2012年,顺丰旗下高端食品网站“顺丰优选”正式上线,并已从北京复制到全国9个城市;同年,顺丰建成22个仓储,推广供应链配送服务。目前,顺丰的年营业收入为200多亿元,占据了快递业较大的市场份额。
点评
产业资本青睐顺丰主要是看好中国快递产业良好的市场前景,此前中通、全峰、天等均已高调引入了外部资本。而此次顺风引入产业资本不仅会进一步增强自身的竞争力,而且也会进一步优化企业的股权结构和企业治理,为进一步走向国际化奠定基础。
中石化认购俄罗斯橡胶厂股权 并参与管理
中国石油化工集团此前透露,旗下中国石化股份有限公司所属的中国石化化工销售(香港)有限公司与俄罗斯西布尔控股股份公司签署了关于克拉斯诺亚尔斯克市合成橡胶厂股份公司(“克市橡胶厂”)股东协议,认购该橡胶厂“25%股份+1股”,并参与管理。
据协议,合资公司设立后,双方股东将可能探讨将现有丁腈橡胶装置从4.25万吨/年扩建至5.6万吨/年。不止如此,据新华社2011年的报道,中石化和西布尔还打算在上海设立合资企业,商讨生产丁腈橡胶和异戊橡胶的项目可能性。
据悉,西布尔是俄罗斯及东欧最大的石油化工公司,其生产链包括天然气处理,单体、塑料、橡胶、轮胎等,并在俄罗斯克拉斯诺亚尔斯克市拥有一座产能4.25万吨/年的橡胶厂。2012年4月28日,中石化与西布尔签署了关于在克市橡胶厂基础上设立合资企业、生产丁腈橡胶的合作框架协议。当时,为参与管理,中石化认购了该橡胶厂25%股份+1股。
点评
克市橡胶厂项目是中石化股份公司第一个境外化工项目。该项目的交割标志着中石化股份公司的国际化业务开始向化工领域扩展,同时将进一步稳固中石化在化工市场中的领先地位。从战略意义上看,中石化与西布尔的合作,也将进一步密切中国与俄罗斯在能源领域的合作关系。
美国惠而浦34亿元购合肥三洋 持股51%将成大股东
美国惠而浦公司近日宣布,将以34亿元人民币的价格,通过协议收购中国领先的家用电器制造商合肥荣事达三洋电器股份有限公司大股东,持股比例达到51%。
据悉,此次交易,惠而浦的子公司将从三洋电机株式会社和三洋电机(中国)手中收购其持有的全部合肥三洋股份,并通过非公开发行认购合肥三洋发行的新股。交易获得批准后,惠而浦将用约34亿人民币(根据2013年8月9日的汇率,约合5.52亿美元)的现金取得合肥三洋51%的股权。该交易预计于2014年年底前完成。惠而浦公司期望该交易在合并后的头12个月便会带来收益。
光伏发电解决方案范文4
无论是手机、平板电脑等通讯设备,还是MP4、PSP等娱乐设备,抑或是数码相机、录像机等记录设备,各种数码产品都有一个共同特点,那就是需要电池供电。
随着设备应用复杂性的提升,功耗也同步提升,电池续航能力已成为移动设备发展的制约因素之一。
电池的历史──前世今生
也许在古代,人类文明就已经在使用类似电池的东西了。在伊拉克的巴格达附近,曾发现过被认为有数千年历史的黏土瓶,它有一根插在铜制圆筒里的铁条,这似乎是远古时代电池的原型,与1746年的莱顿瓶倒有些神似。
虽然人类对“电”早就有了认识,也一直想方设法把电储存起来,但是真正的电池直到1800年才出现,那就是意大利人伏打发明的人类历史上第一套电源装置――伏打电堆。
此后,在经典的伏打电池基础上,又出现了丹尼尔电池、本生电池、格罗夫电池等,解决了电池极化问题。
1860年,铅酸电池诞生并得到应用。同时出现的还有雷克兰士发明的湿电池。
1868年,赫勒森发明了最早的干电池,其电解液为糊状,不会溢漏,便于携带,取代湿电池获得了广泛应用。
这期间,还有氢-氧燃料电池、空气电池、氧化银电池、锌锰电池、锌银电池、糊式勒克谢电池等多种电池形式,各种新的电池技术遍地开花。之后,镍镉电池、镍铁电池、镍锌电池等碱性蓄电池相继诞生。
进入20世纪后,电池理论和技术一度停滞,直到二战之后,电池技术才又进入快速发展期,密封式镍镉电池、烧结式镍镉电池开始生产,碱性锰电池亦进入商品化,太阳能电池也研制成功。
1960年,镍氢电池研制成功,1984年飞利浦公司解决了LaNi5合金在充放电过程中的容量衰减问题,掀起了MH-Ni电池开发热潮。
1990年,索尼公司宣布制成了锂离子蓄电池并于1992年商品化。
1994年,美国Bellcore公司宣布研制成功聚合物锂离子电池。
此后,电池的应用也得到了不断发展,渗入到社会生活的各个方面。从家用的闹钟、手表、手电筒、收音机、CD唱机、移动电话的供电,到商用的宾馆、超市、医院、电话交换机等场合用的应急电源,从汽车、摩托车的启动电源,到电动工具、拖船、轮椅车、观光车、电动汽车、混合动力车等的动力电池,从电网调节、应急照明、网络设备不间断供电的储能,到导弹、潜艇和鱼雷等军需,各种电池无不担当着重要的角色。
形形的电池――电池种类
因为应用领域和方向不同,电池的种类也是五花八门,形形。
1.按工作原理划分
化学电池:通过化学反应形成电流,如干电池、铅蓄电池、锂离子电池、钮扣电池等。
物理电池:通过物理转换得到电流,一般指光能电池,如太阳能电池等。
燃料电池:如氢氧燃料电池、微生物燃料电池等。
2.按电解液种类划分
碱性电池:电解质主要以氢氧化钾溶液为主的电池,如碱性锌锰电池(碱锰电池、碱性电池)、镉镍电池、镍氢电池等。
酸性电池:主要以硫酸溶液为介质,如锌锰干电池(酸性电池)、海水电池等。
有机电解液电池:主要以有机溶液为介质的电池,如锂电池、锂离子电池等。
3.按工作性质和贮存方式划分
一次电池:又称原电池,即不能再充电的电池,如锌锰干电池,锂原电池等。
二次电池:即可充电电池,如镍氢电池、锂离子电池、镉镍电池等。
蓄电池:习惯上指铅酸蓄电池,也是二次电池。
燃料电池:即活性材料在电池工作时才连续不断地从外部加入电池,如氢氧燃料电池等。
贮备电池:电池贮存时不直接接触电解液,直到电池使用时,才加入电解液,如镁化银电池(又称海水电池)等。
4.按电池正负极材料划分
锌系列电池:锌锰电池、锌银电池等。
镍系列电池:镉镍电池、氢镍电池等。
铅系列电池:铅酸电池等。
锂系列电池:锂离子电池、锂聚合物电池、锂锰电池等。
二氧化锰系列电池:锌锰电池、碱锰电池等。
空气(氧气)系列电池:锌空电池等。
表1是常见的各种电池的相关参数。
值得一提的是,太阳能作为一种低成本无污染的新型能源正在被大力推广,太阳能电池也有了越来越多的用武之地。
从1839年法国科学家E. Becquerel发现液体的光生伏特效应(简称光伏现象)算起,太阳能电池已经经过了160多年的漫长发展。贝尔实验室三位科学家研制单晶硅太阳电池成功,是太阳能电池发展史上的里程碑,到目前为止,太阳能电池的基本结构和机理仍没有改变。
从材料上划分,太阳能电池分为单晶硅(光电转换效率为15%~24%)、多晶硅(光电转换效率约12%)、非晶硅(光电转换效率为10%)、多元化合物几种。
基于植物的可回收太阳能电池,基于纳米技术的纳米太阳能电池,以及基于有机聚合体的“塑料”太阳能电池等的研究都取得了很大进展。微型的太阳能电池已经在计算器和充电器上使用了。
用细菌制成的电池很快也将会为我们的电子产品供电。把细菌体表蛋白生成的能量收集起来作为电能,将会出现由细菌产生清洁电流的“生物电池”。
微生物燃料电池也不是一个新概念。宾夕法尼亚州立大学的研究小组正尝试开发微生物燃料电池,试图将未经处理的污水转变成干净的水,同时发电,甚至实现海水淡化。
未来电池的发展已经给我们展现出了一幅美好的画卷,各式电池的应用也将进一步丰富人类的社会生活。
生命的轮回──充电电池
由于原电池的一次性使用造成了很大的浪费,人们迫切需要使电池可以重复使用的方法,实现电池生命的轮回。如今,可以实现循环使用的充电电池有很多种,如铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等。
1860年,普朗泰发明了用铅做电极的电池。这种电池的独特之处是,当电池使用一段时间后电压下降时,可以给它通以反向电流,使电池电压回升。因为这种电池能充电,可以反复使用,所以称它为“蓄电池”。10年后,采用西门子发电机将铅酸电池改为二次电池。1882年,铅酸电池实现商品化,成为最先得到应用的充电电池体系。
随后,镍镉电池、镍铁电池、镍氢电池诞生,在20世纪80年代得到迅速发展。
1970年,采用硫化钛作为正极材料、金属锂作为负极材料的首个锂离子电池研制成功。
1991―1992年,锂离子电池实现商品化,革新了消费电子产品的面貌。目前在数码产品上最常用到的充电电池,就是镍氢电池和锂离子电池,镍镉电池因为记忆效应的缘故使用越来越少,主要用于电动工具等短时大电流的场合。
记忆效应是指电池长时间经受特定的工作循环后,充放电深度自动保持这一特定倾向的现象。记忆效应一般只发生在镍镉电池上,镍氢电池较少,锂电池则无此现象。发生的原因是由于电池重复的部分充电和放电不完全,使电池暂时性的容量减小,导致使用时间缩短。为防止镍镉电池记忆效应产生,应将电池使用到没电再充电,或在有放电功能的充电器上先行放电。记忆效应是可逆的容量损失,消除方法有严格的规范和操作流程,用定期深放电到规定电压来实现。
镍镉的袋式电池不存在记忆效应,烧结式电池有记忆效应,而镍氢电池是否有记忆效应则有不同说法,因为实际上它还涉及了另一种影响电池充放电性能的因素,就是镍基电池的“晶格化”(电池内容物产生结晶)。通常情况,镍镉电池受这两种效应的综合影响,而镍氢电池则只受“晶格化”记忆效应的影响,而且影响较镍镉电池而言很小。
锂离子电池是没有记忆效应的,新的锂离子电池也不需要深充深放来“激活”。
锂离子电池具有能量密度高(可达150~200Wh/kg)、开路电压高(3.3~4.2V)、循环寿命长(1000次以上)、输出功率大(300~1500W/kg@20s)、无记忆效应、充放电速度快以及低自放电(小于5%~10%/月)、工作温度范围宽(-20℃~60℃)、无环境污染等优点,广泛应用于消费电子产品、军用产品、航空产品等。目前手机、笔记本电脑上使用的几乎都是锂离子电池。
锂离子电池多年来一直集中在3C产业,较少应用在规模更大的储能和动力电池市场,主要原因之一是过去锂电池采用的钴酸锂正极材料(LiCoO2)成本较高,并且难以应用在耐受穿刺、冲撞和高低温等特殊环境,并且不能满足对安全的绝对要求。各国都曾投入大量的研发人力与资源,寻找能够取代或解决LiCoO2问题的新材料,并取得了很大进展。当前锂电池正极材料正在经历着从消费电子的钴酸锂正极材料向动力型锂电池演变的过程,沿着正极去钴化的方向发展,形成锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂三条技术路线。
与其他充电电池不同,锂离子电池的容量会缓慢衰退,与使用次数无关,而与温度有关。可能的原因是内阻逐渐升高,所以在工作电流高的电子产品的应用上更容易体现这一点。
锂离子电池储存温度与容量永久损失速度的关系见下页表2。
由此可知,锂离子电池长时间过热会导致容量减小甚至失效。
另外,锂离子电池也不耐受过充过放。过充电时,电极脱嵌过多锂离子,可导致晶格坍塌,从而缩短寿命;过放电时,过量嵌入的锂离子会永久固定于晶格中,无法再释放,也导致电池寿命缩短。过热时,电池内部还会释放气体,形成较大压强,压力继续增大就会破裂,并因为含可燃物而形成爆炸。
正因如此,锂离子电池在设计时需要采取多重保护机制,利用保护电路,防止过充、过放、过载、过热;利用排气孔,避免电池内部压强过大;利用隔膜,提高抗穿刺强度,防止内部短路,并在电池内部温度过高时融化,阻止锂离子通过,阻滞电池反应,升高内阻至2kΩ。由于保护性的排气孔和隔膜是一次性的,一旦激活,将使电池永久失效。
手机上的锂离子电池常常是扁平的四方块,实际上锂离子电池可做成各种形状,其中圆柱形的就有很多固定规格。比较有名的是18650电池,常用于笔记本电池和移动电源(充电宝)的电芯中。所谓18650,是指这类圆柱电池的直径是18mm,高度是65mm。这个大小比5号电池要大,与5号电池大小对应的锂电池型号是14500(直径14mm,高度50mm)。
充电电池都有一定的充电次数,即循环寿命。而且设计寿命与实际寿命往往差距较大,使用方法不同更是造成寿命相去甚远。以锂离子电池为例,设计寿命约为1000次充电循环,产品实际使用时约能充放电500次左右,手机上使用大约三年。从容量损失速度表上看,半饱状态下比充满状态下损失更小。如果使用时注意避免过充过放,寿命会大大延长,不少电池使用5年还没有问题。
聚合物电池──电池新秀
锂离子电池实际上有两种,即液态锂离子电池(Liquified Lithium-Ion Battery,简称LIB)和聚合物锂离子电池(Polymer Lithium-Ion Battery,简称PLB)。后者也称为高分子锂电池、塑料锂离子电池(Plastic Lithium Ion Batteries,简称PLB),有时也直接称为聚合物电池、锂聚合物电池、聚合物锂电池等。
聚合物锂电池使用的电解质是“固态”的,目前大部分采用聚合物凝胶电解质。相对于普通的锂离子电池,具有外形可塑和不会爆炸等优点。
一般锂离子电池使用液体或胶体电解液,因此需要坚固的二次包装来容纳可燃的活性成分,这就增加了重量,也限制了尺寸的灵活性。而聚合物锂电池在形状上可做到薄形化,能做成任何形状与容量的电池,为设备开发商在电源解决方案上提供了灵活性和适应性,能最大化地优化产品性能。由于使用了胶体电解质,在电池活化时不会产生气体,即使在过充过热的情况下,也只会膨胀而一般不会发生爆炸。不过由于聚合物锂电池一般采用铝箔软包装封装,容易受到外力破坏。
聚合物锂电池的单位能量比传统锂离子电池提高了20%,3倍于镍氢电池,并且具有更长的循环寿命。
目前在市场上已有将聚合物锂电池做成5号镍氢电池外形(实际上是14500电池规格)进行销售的情况,用来替代镍氢电池使用,解决老式设备电池充电时间太长的遗憾。但需注意的是,由于两种电池电压不同,替换使用时需要借助“电池假体”的配合,才能提供正常的电压,充电也是如此,或者使用专用的充电器。因为镍氢电池的电压是1.2V,一般使用它的数码相机等设备是同时使用两节,用相同形状的聚合物锂电池代替时,只用一节即可(磷酸锂铁聚合物电池电压为3.2V),再配上一节假体电池(占位筒),分担电压。为了避免错用造成设备损坏,有的厂家直接把5号聚合物锂电池设计成1.5V电压,这样就能完全兼容使用镍氢电池的设备了,但充电仍需专用充电器。
在一些新上市的手机和笔记本中,有的已经开始使用聚合物锂电池了。一些移动电源,也开始采用聚合物锂电芯,性能和安全性都要优于18650的锂离子电芯。
实际上,锂电池正朝着不同方向发展着。与聚合物锂电池同时期发明的,还有水溶液可充锂电池(简称“水锂电”),后来又出现了以掺杂化合物为负极、嵌入化合物为正极的新型水锂电以及采用Lisicon陶瓷―玻璃膜的充电式锂―空气电池。
丰田公司大力研发的“革命性电池”,就是有着“后锂离子充电电池”之称的锂空气电池和全固体电池。理论上,由于氧气作为阴极反应物不受限,该电池的容量仅取决于锂电极,其比能达到11.14kWh/kg(不包括氧气),非常具有吸引力。
电池也疯狂──安全问题
2005年底,戴尔笔记本电脑产品连续传出爆炸意外,并于2006年8月进行了电子产业史上最大规模的全球性电池召回,召回范围包含约410万颗由索尼公司制造的戴尔锂离子电池。此后,苹果电脑、东芝的Dynabook、联想的IBM-ThinkPad、富士通、日立、夏普、捷威陆续宣布召回笔记本电脑电池。同年10月,索尼公司在全球大规模启用“锂电池自主更换计划”,回收在全球生产的960万颗笔记本电脑用锂电池。
这一事件让人们不禁担心,自己正在使用的各种锂电池会不会意外爆炸。
锂的化学性质非常活跃,很容易燃烧,普通锂离子电池在过充、短路等情况发生时,电池内部可能出现升温、正极材料分解、负极和电解液材料被氧化等现象,所产生的气体膨胀,导致电池内压加大,当压力达到一定程度后即会破裂,引起漏液、起火,甚至爆炸。
索尼锂离子电池爆炸事件的原因,是在极度罕见的情况下,相关电池芯中不该有的微小金属屑会接触到电池芯的其他部位,从而产生短路。这个概率只有几百万分之一,但仍让人们放心不下电池的安全性问题,手机电池爆炸、电动车电池爆炸的事件也时有发生。苹果iPhone 4、三星Galaxy SII、HTC Evo3D、索尼爱立信MT15i也都发生过手机电池爆炸事件,而2007年摩托罗拉手机电池在胸前口袋爆炸更是引起当事人死亡。
实际上,锂离子电池中有多种措施和电路来防止电池爆炸,前文已经述及。在笔记本电池中,智能的IC电路甚至会保护电池不致过充和不当充放电,大可以放心使用。新型的聚合物锂电池则不会爆炸,但是因为其包装简单,出问题的概率反而高于普通锂电池。
除了爆炸问题,电池在使用中也有一些安全问题,如充电或使用过程中短路引起失火,不当接触电极引起电击伤等。电动车的电池,其输入与输出有时是同一接口,在充电时摸索插线常常会造成电击。而因为充电的同时使用手机接电话造成伤害的情形也时有报道。
此外,电池的污染和环保问题,也有待解决,因为环境污染归根到底还是一种安全威胁。
电池的烦恼──续航能力
智能手机充满电的电池一般只能使用一两天,这就使得手机几乎要每天充电,不能不说是使用手机的一个烦恼。
同样,在电动汽车的发展上,也面临这样的问题,汽车电池的续航能力严重制约着新能源汽车的推广。
续航能力不足,或者说续航能力的要求不断提高,正是各类充电电池努力弥补的短板。尤其对于锂离子电池来说,几乎每个人都要用到,频繁的充电让使用者颇为烦恼。
衡量电池的续航能力,一般用电池标注的充满电后的容量来参考。
电池容量的物理意思就是指该电池能够容纳或释放多少电荷,常用Ah(安时)或mAh(毫安时)来表示。
根据电流的定义公式(单位时间内通过的电荷数):I=Q/t,可知Q=It。电池放电电流I的单位一般用mA(毫安),时间t的单位一般用h(小时),因此电池容量单位就是mAh。
一块电池容量标为1200mAh,如果它工作时的电流是100mA,则理论上可以供电12小时。
注意,仅仅从mAh的大小还不能比较两块电池谁的容量更大。最常见的困惑就是,一个大块头的录像机电池,标称容量不足2000mAh,跟小小的一块手机电池的容量好像不相上下。
从公式中我们可以看到,Q=It,并未涉及电压,因此这一单位只能说明电池内部能够容纳多少库仑的电荷,但不能说明这个电池能够做多少功,也不能表达电池的最大功率是多少。不同产品的工作电压是不同的,同样在放电电流下,功率和所做的功也不相同。为了更科学地表达电池容量,我们常会看到在mAh的旁边还会有一个以Wh(瓦时)为单位的容量数字。
电池可做的功=UIt=UQ,电压U×电流I即是功率,单位为W(瓦),因此电池容量用Wh来表示,就能表示电池可以做多少功。
随便拿来一块笔记本电脑的电池,上面标注着3400mAh,36.72Wh(电压10.8V),再拿一块手机电池,标称容量1500mAh,似乎不到笔记本电池的一半,但是它的电压是3.7V,1500mAh×3.7V=5.55Wh。可见它们的电量相差六七倍。
特别说明一下,这块笔记本电池是6芯锂电池,6个电芯一般是三串两并,即每三块电芯串联起来,两组串联的三块电芯再进行并联。每个电芯的电压是3.6V,三块串联后的电压是10.8V,再并联时电压不变,因而最终的电压是10.8V。而4芯的笔记本电池,一般是四块串联,电压14.4V。
虽然电池的容量在不断提升,但设备的功耗也在增加,频繁的充电仍让用户不胜其烦。
以手机为例,屏幕越来越大,应用越来越多,WiFi或数据流量几乎一直保持连接状态,而电池容量一般在2000mAh左右,这样充满电后使用一两天,就得再次充电。
电池方面的研究人员正在努力寻找充电迅速而续航时间又长的新的电池技术。