什么是可再生能源

据外媒New Atlas报道，工程师们不遗余力地使风力涡轮机最大限度地暴露出来，将叶片放在山顶的高塔上，或放在离海岸数英里的荒凉、无保护的海洋上。一项新研究提出了一个有趣的曲线球，可以为可再生能源的产生开辟新的途径， 证明了放置在山丘后面的涡轮机实际上可以比那些在空旷区域的涡轮机产生更多的能量。

这项研究是在荷兰特文特大学进行的。科学家们试图 探索 在某些情况下，风力涡轮机如何能够真正从放置在山丘后面受益。科学家们通过一种被称为大涡流模拟的空气动力学建模技术来实现这一目标，这使他们能够模拟三维山丘对下风向涡轮机性能的影响。

该模拟基于一个90米高（295英尺）的涡轮机，有63米长（207英尺）的叶片，被放置离一座海拔90米（300英尺）的山丘后面756米（2500英尺）。与此相反的是，研究小组发现，在某些条件下，这种特殊的安排实际上使涡轮机的发电量增加了约24%。

研究报告的作者理查德-史蒂文斯博士解释说：“紧靠山丘的风速较慢，这就形成了一个低压区。这个低压区从上面吸进空气，那里的风要比靠近地面的强得多。这意味着风力涡轮机不需要更高，就可以利用高海拔地区的强风。”

这一效应与另一个与风向变化有关的效应相结合，当风吹过山丘时，风向变化推动了扫过涡轮机的力量强度。

“此外，山丘上方的风与靠近地面的风吹向不同，”史蒂文斯说。“这导致缓慢移动的空气流动改变方向，远离风力涡轮机（见上图），让山丘后面的涡轮机从强大的气流中受益。”

虽然该研究表明，在某些环境下，一些放置在山丘后面的涡轮机可以产生更大的电力，但还有其他因素需要考虑。模拟结果显示，这种风力的增加会导致更多的湍流，这将对涡轮机造成更大的磨损和撕裂。科学家们正在继续研究这些好处是否超过了涡轮机可能产生的损害类型，以及这种性能的上升是否可以在更广泛的真实世界环境中复制。

史蒂文斯说：“在这种特殊情况下，只有一座山，能源产量更高，但现实生活中的地形要复杂得多。”

该研究发表在《可再生能源》杂志上。

在路经许多山地时，常常会看见许多小型的鲇鱼涡轮机，尽管此种鲇鱼水力器很常用，但许多人还是不知道它的用途所在，即便有的是人认为这是两个节约钱的工具，起不出任何作用这个五指，其实是十分有名的鲇鱼涡轮机设备，鲇鱼水力是借助风转化为动能，从而成为直流电的水电设备。

这一信息控制技术的诞生给中国创造了许多的可再生能源，以后水力大部分都是靠有色金属，有色金属水力会造成许多的大气大自然环境污染，对地理大自然环境是十分不利的而太阳能不同，在广义上来讲，太阳能归属于太阳能，依照那时的鲇鱼水力控制技术，只要速率达至3m/s便能用来水力。

在许多山地鲇鱼是相对较为大的，所以在这些地方性能多加装许多鲇鱼涡轮机，不仅能节约电能，还能使大大自然的资源不被节约 尽管现在的地理大自然环境条件有所改善，但许多地方性的冬天依然会存在酸雨，即便有的是地方性还会出现很严重的沙尘。

鲇鱼归属于大自然可再生能源，即便不用它也会流失，所以，假如能借助太阳能给现代人增添电，能大大增加对大自然环境的大自然环境污染，必定是十分不错的方式但是假如想做到对大自然环境没有丝毫损害，那必定也是不可能的事情，只能通过清洁的可再生能源来帮助现代人减少大自然环境污染。

依照研究报告表示，自2020年底，水电装机的耗用电量早已达至22亿MW时，其中鲇鱼涡轮机早已占据全国水电装机耗用电量的12.8%尽管那时鲇鱼水力控制技术早已有了很大的科学进步，发展也较为快，但我省那时水力主要的可再生能源还是靠煤电。

但是，现代人能发现，在路经许多山地时，常常能看见山脚下的鲇鱼水力设备，这也表明风力涡轮机早已成为清洁可再生能源的两个趋势，并且在国家政策的扶持下，越来越多的可再生能源子公司想在山脚下加装归属于自己的鲇鱼涡轮机 鲇鱼涡轮机的构象看起来十分简单，仅仅只有三个叶片，从远处观望就像两个五指般，随着鲇鱼的吹起而转动。

但是，五指转动的速率并并非不光快，因此许多人对五指bilateral怀疑态度的，认为它必定不可能取代有色金属水力 全然想达至无与伦比，必定会历经许多磨难，在发明五指时也历经了许多的磨难起初中国对于此方面的科研能力并并非不光强，即便是那时，也在一步棋一步棋地改进当中。

在以后，鲇鱼涡轮机的组耗用电量较为少，常常为200MW到750MW之间，但这只是最起步的阶段在信息控制技术的不断发展中，我省的鲇鱼涡轮机输出功率已达至1500MW到2000MW，即便还有更大输出功率的鲇鱼涡轮机存在但是，此种鲇鱼涡轮机一般能源消耗较大，它也会用在更需要它的地方性，比如海上等。

在大路上最常用的鲇鱼涡轮机是1500MW的涡轮机，它的风速为12m/s，在此种情况下，两个五指两个小时能发整整1500度电依照测算的结果显示，每转一圈就能水力1.5度电尽管五指转速较为慢，但它是每天间或在不停息地蹬，因此也能产生许多的用电量。

假如鲇鱼涡轮机的输出功率在2000MW，所以1年产生的净利润率能达至100万山脚下有所以多的鲇鱼涡轮机，这两年将会盈利几万元呢？ 鲇鱼涡轮机的利润率早就被可再生能源子公司看上了，每个可再生能源子公司都在通过自己的手段去竞争这些名额，假如一个子公司能投资几百台这样的鲇鱼涡轮机，所以不出10年就能收回所有的是投资成本，。

每年给子公司增添的利润率能整整两个多亿，实在并非两个单单。

五指的应用是为了通过大大自然给人类创造更多的免费资源，这几年由于五指的运用，有色金属水力占据水力的比例越来越小相信在之后的信息控制技术发展中，会有越来越多的大大自然可再生能源能用到水力上面，那时早已有了水力水力、鲇鱼水力的设备。

但是即便是这样，大家也不能在平时随便节约电每一度电都来之不易，只有节省资源才能创造更好的一片蓝天这些器械尽管利润率较大，但投资也较大，因此还归属于国家管控范围，需要借助强制手段去维护，才能保障他的利益最大化。

Hello!陈庆玲! 我是朱耀威! 可再生能源 可再生能源是可补充或复原的。地热、水力、海洋能、太阳能和风力都是可再生能源。 i) 地热能 在地壳下有一层温度极高的液体状石头，称为「岩浆」。当地下水被岩浆加热时，温泉或喷泉便会形成。例如日本就有很多温泉。 地下热水放出的水蒸气，可作发电之用。在地热发电厂里，地下热水蒸发成水蒸气，推动涡轮产生电力。这种发电方法是美国加州重要电力来源。加州的地热发电，占全球地热发电量的一半。 ii)水 力 水的流动可用来作功。例如流动水可用作推动木轮，而木轮又会推动磨坊以作磨粉和玉米。流动水亦可作发电用。 水坝会建于河流的某点，阻截水流。在水坝后面建有一个水塘。流动水流经装有涡轮的推动室，推动涡轮，产生电力。 iii)海洋能 海洋能是位能的一种，海洋能的应用至今仍在试验中，所以并不是非常普遍。基本上有三种可以应用的海洋能：浪、潮和海洋热能。 利用海浪的能量来发电的原理和风力发电相似。在海浪发电厂里有很多小室(见下图)。海浪令小室内的内位起伏，令小室内的空气排入排出。这会产生气流，推动发电机。 海浪发电厂的涡轮及发电机。海浪引致的空气流动会推动涡轮及发电机。 利用潮能发电，跟水力发电的原理相似。海岸旁会兴建一个水坝，在潮涨时将海水储起。潮退时，海水会被放出并流经涡轮，推动发电器。 海水的温差也是位能的一种，叫做海洋热能。日本和夏威夷都有利用这种海洋热能作一些实验性计划。要运用海洋热能，较暖的水面和较冷的深水之间的温差最少要有3oC 。在发电过程中，一种低沸点的液体(如氨)会被暖的海水加热而蒸发。蒸气可推动涡轮；或者，蒸气被减压而扩张，推动涡轮和产生电力。 iv) 太阳能 太阳光给我们温暖。在某些国家，利用太阳能烧水作家居用途是非常普遍的。事实上，太阳能烧水器早于1890年代便开始为人使用，当时第一个太阳能加热器在加州。太阳能烧水器的吸光物质(烧水器上的深色表层)会把太阳能转化为热能，然后热能会被储在液体(水)之中。 除了直接加热外，太阳能亦可循两种途径发电：一是太阳热能电，另一是太阳能电池，或称光电池。太阳热能电可视作为太阳能烧水器的改进。太阳光会透过抛物线柱面镜聚焦，把水煮沸，而产生的蒸气亦可用来推动发电器。 抛物线柱面镜将太阳光聚焦以用作把水煮沸。把水煮沸时产生的蒸气，可用作推动发电器。 v) 风力 风力用作推动小船和磨碎谷物，或于风车中用作泵水已有很多年历史。例如，在荷兰的低洼地区，利用风车用作泵水已有百年历史。风力亦可用作发电。有风时，风车的叶片便会旋转，转动的叶片继而推动涡轮内的发电机。 风力涡轮的结构。 风力推动叶片，发电机内的涡轮便会产生电力 好处: i)不用浪费资源 ii)国家不用浪费太多金钱(用于买入不可再生的能源

eg . 煤

石油 ......) iii)全球各国在1997年签订了[京都议定书]

规定各国在2012年温室气体 ( 由燃烧不可再生能源产生 ) 排放量减低至低于1990年5.2%水平 . 限制 : 例如 : i)水力发电只能在国家的海岸旁或者在水库产生 ii)风力发电只能在风力大部分稳定的地方产生 2007-01-11 18:52:12 补充： HI!

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学术上已解开了恒守定律

但没有回想古代定下来的因由

在现今世界实在已可全天候不须电瓶〞池”也可不停供能量再转为电力

世人以科技去寻求是错的

如果可以成立一个国际性承诺的回报

我即时可申请入积

但亦要看他们的要求和我的投资制作比对‘事因权力不可能在某国牵首下执行、民生亦需要通过、‘我的目标是一次性知识产权一万五千亿美元’相约是全球七十亿人毎人二十美元

分作十年回报

建造费由银行贷出国家分发营做、约一年内已可在生产的行列。

唔该你地呀!!我都好想要嫁!!十卜你地~

可再生能源泛指多种取之不竭的能源，严谨来说，是人类有生之年都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源，如化石燃料和核能。 大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源，而是百年甚至千年的。 随着能源危机的出现，人们开始发现可再生能源的重要性。 太阳能 地热能 水能 风能 生物质能 历史 所有人类活动的基本能源都来自太阳，透过植物的光合作用而被吸收。 生物能 木材 柴是最早使用的能源，透过燃烧成为加热的能源。烧柴在煮食和提供热力很重要，它可让人们在寒冷的环境下仍可生存。 动物牵动 传统的农家动物如牛、马和骡除了会运输货物之外，亦可以拉磨、推动一些机械以产生能源。 水能 磨坊就是采用水能的好例子。而水力发电更是现代的重要能源，尤其是中国等满是河流的国家。此外，一些沿海的国家的海岸线，也很适合用来作潮汐发电。 风能 人类已经使用了风力几百年了。如帆船。 阳能 太阳直接提供了能源给人类已经很久了，但使用机械来将太阳能转成其他能量形式还是近代的事。

参考: zh. *** /w/index?title=%E5%8F%AF%E5%86%8D%E7%94%9F%E8%83%BD%E6%BA%90&variant=zh-

可再生能源的五种有：

1、太阳能发电

太阳能是一种可再生能源，五千多年来，一直在人类的生产生活中发挥巨大作用。随着时间的推移，太阳能的用途发生了很大变化，从取暖到为太空中的卫星供电。

但是，目前家庭房屋和各类建筑中，仍然缺乏能效高且价格低廉的太阳能发电设备。

太阳能电池板的工作方式非常简单，它是由数百万个太阳能电池组成的面板。当太阳照射到这些电池板时，通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能。

这些电能可以为家庭供电，并且价格十分低廉。

2、风力发电

人们看向大海时，会发现海平面上有很多风力涡轮机。虽然它们可能不是最吸引人的，但它们效率非常高。因为欧洲和一些地区有绵延不绝的海岸线，所以风力发电在这些地方比较普遍。

风力涡轮机就像喷气发动机的进气口。当空气进入时，首先会遇到一套固定的叶片，它能把空气引导进一套可转动的叶片。

空气推动叶片并出现在另一边，此时空气流动的速度比在涡轮机外流动的速度更慢。遮蔽物做成合适的形状，以便其引导在外面相对流动较快的空气进入转子后面的区域。

快速流动的空气加速缓慢移动的空气，使涡轮机叶片后的区域变成低气压，以吸纳更多的空气通过它们。

3、水力发电

水力发电系利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，将其中所含势能转换成水轮机之动能，再借水轮机为原动力，推动发电机产生电能。水的高度，水的重量，甚至水的流动速度都可以用来发电。

地球上有大量的河流和不同类型的水流，这意味着我们可以大量安装水力发电站。

4、生物质能

生物质能的应用在日常生活中越来越普遍。生物柴油可以为汽车、公共汽车和商业车辆提供动力；生物质发电机可以提供家庭用电，此外，人们每天都发现新的生物质能。

5、地热能

地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。

因为放射性粒子会慢慢衰变，所以地热能是一种可再生能源。并且只要地球还在旋转，地热能就会一直存在，完全不用担心它们会耗尽。

据外媒New Atlas报道，澳大利亚皇家墨尔本理工大学（RMIT）的科学家们在研究波浪能尚未开发的巨大潜力时，想出了一种新颖的转换器设计，他们说这种转换器的运行效率远远高于同类解决方案，他们希望这能为该技术的广泛商业使用打开大门。 该团队的原型采用了一种新颖的双涡轮设计，避开了一些常见的技术问题，并在早期实验中证明能够从海浪中获取两倍于当前设计的能量。

从海浪中获取能量的想法已经存在了几个世纪，最近我们开始看到为这些目的设计的现代机器以一些有趣的形式出现在海上。这包括从垂直和水平运动中提取能量的旋转系统，当波浪将水和空气推过混凝土室时捕获能量的发电机，以及带有浮力臂的发电机，它随着波浪的运动上升和下降。

利用波浪能量的一个更常见的方法被称为点式吸收浮标，它包括一个在海面上的浮动装置。当浮标随波浪上下移动时，它就会驱动建在海面下部分系绳上的能量转换机制。这可能是一个齿轮传动系统，利用线性运动来旋转飞轮并产生动力，正如在一些实验设计中看到的那样。

皇家墨尔本理工大学的科学家们将点式吸收浮标作为其新型发电机的跳板，他们说这解决了传统设计中的几个问题。为了有效地收集能量，点式吸收浮标通常需要使用传感器、执行器和其他电子装置，使自己与传入的海浪精确同步，但这使它们面临着维护和可靠性问题。

在他们所谓的世界首创的设计中，科学家们放弃了所有这些同步传感器和电子装置，而采用了一种被动的方法，让设备随着海浪自然上下浮动。两个紧挨着的涡轮轮子在下面以相反的方向旋转，并结合在一起，放大了传递给发电机的能量。

这个发电机被安置在一个高于水面的浮标内，以保护它不受腐蚀，并通过轴和皮带轮驱动传动装置与旋转的涡轮机连接。在实验室里对这个原型的测试表明，它可以从海浪中吸取两倍于其他点式吸收器设计的能量，同时有望成为一条更简单和具有成本效益的前进道路。

首席研究员王旭教授说：“通过始终与海浪的运动保持同步，我们可以最大限度地利用所采集的能量。与我们独特的逆向旋转双涡轮相结合，与其他实验性的点式吸收器技术相比，这个原型可以将从海浪中获取的输出功率提高一倍。”

科学家们现在希望在他们成功的实验室测试的基础上，研究一个全尺寸版本在水箱中的性能，并最终研究其在海洋的性能。

王旭教授说：“我们的原型技术克服了一些关键的技术挑战，这些挑战一直阻碍着波浪能行业的大规模部署。随着进一步的发展，我们希望这项技术能够成为一个繁荣的新可再生能源产业的基础，带来巨大的环境和经济效益。”

这项研究发表在《应用能源》杂志上。

在现代社会进步的历程中，基础性很强的物理学和应用性很强的工程技术扮演着不同的角色，但它们之间却存在着紧密的联系和相互作用。物理学对许多工程技术领域的开创起着先导、引领的作用，工程技术不仅直接创造生产力，反过来也开拓、深化了物理学研究的疆域。能源工程技术与物理学的关系就具有这方面典型的代表性。中国的可持续发展有赖于能源的可持续发展。我国能源可持续发展的战略思路已逐渐明朗，它包含以下4个要素，而在这4个方面，物理学与工程技术的结合都可以做出重要的贡献。首先，要大力节能，以控制能源的总量。这是我国能源可持续发展的必然战略选择。除经济结构节能和管理节能外，技术节能的潜力也很大。比如建筑节能：建筑耗能是我国能源消耗的大户，约占总量的30％，现有建筑的绝大多数是高耗能建筑。许多物理方法有助于建筑节能，通过改进建筑材料和结构设计，利用太阳能发电、供暖(冷)，就是很有实效的节能办法。再如交通节能：汽车在中国的能源消耗中占有相当的比例，且呈不断增长势头，必须限制汽车总量，同时用先进的清洁、低耗能汽车取代高耗能的大排气量汽车。为此，需要研究不同燃料的燃烧学，发展减排降污技术、燃料电池技术，开展氢能利用、摩擦学与磨损学等与物理学息息相关的有关研究。三如照明节能：全球电力约22％消耗在照明上，故照明节能是节能的一个重要方面。以化合物半导体材料为发光元件的半导体固态发光二极管(LED)是一种新型照明光源，正引发人类照明史上的一次革命。这其中需要研究解决的物理和技术问题主要有：提高半导体芯片的发光效率，提高单管最大可发光通量，延长发光二极管的使用寿命等。第二，要大力发展洁净新能源，以改善能源结构。可再生能源如水电、风能、太阳能和生物质能是具有广阔发展前景的洁净新能源。爱因斯坦提出的光电效应的概念，是光伏发电的理论基础。中国的太阳能资源非常丰富，有必要且有可能大力发展，但需要在科学技术上取得重大突破，大幅度提高光热和光电转换效率，降低成本。薄片太阳能电池可能是一个出路，其中使用对光吸收性能更好的半导体材料，进一步提高光电效率的多种途径也在探索中。中国的风电资源丰富，是最有希望实现产业化的新型可再生能源。降低风能成本推进国产化，需要解决一系列物理上的和技术上的问题。中国生物质能资源量极大，利用生物质可生产气态、液态和固态的能源，如沼气、生物乙醇和生物柴油、固化成型燃料等。在生物质能的产业链条中，也有一系列物理问题需要解决，如生物质燃烧过程中锅炉受热面的腐蚀性机理和防治措施的研究，垃圾燃烧发电过程中对不可燃物的处理及有害物的处理等。洁净能源的另一个重要发展方向是核能。原子核物理的发现，奠定了裂变核能和聚变核能的基础，目前已做出实际贡献的核能是基于核裂变反应堆的核电站。基于核聚变反应堆的聚变电站是解决人类未来能源问题的一个希望，它既要实现热核燃料的“点火”并有净能量输出，还必须控制热核能聚变反应的速率，其中高温等离子体物理的研究具有重要意义。这是一项有难度的大科学工程，目前还处于前期实验研究阶段。第三，推进煤的洁净化技术，以减少污染。煤是我国能源中的大户，今后相当长的时期内仍将如此，但目前燃煤给环境带来的污染已到了使人不能容忍的地步。因此，必须提高燃煤的效率，发展煤的洁净化技术，加强超临界发电技术，控制污染物的排放。多联产技术是利用物理化学方法达到煤的高效、洁净利用的途径。它以煤气化为中心，可以将95％以上的煤转换成一种称之为合成气的可燃气体。将合成气用于联合循环发电，可以获得比常规燃煤发电高的能源利用效率。多联产、洁净化技术是实现煤基洁净能源的有竞争力的途径。第四，加强能源资源勘探，以开发潜在能源。地球物理勘探是寻找各种有用矿藏的。例如，石油、煤炭、天然气水合物、铁矿、重金属矿、铀矿等。精密的“三维地震勘探技术”就像“CT”一样对地下各断面做成解剖，因而成为寻找石油的有力武器。原子分子物理学方法对于探测开发能源资源(如利用痕量样品通过高灵敏度的原子分子光谱分析探测海底石油等)也将发挥重要作用。还有一些物理学的新成果将为未来的能源发展做出有分量的贡献。如低温物理的一个光辉篇章是超导体的研究，20世纪以来，从低温超导到高温超导都取得了迅速发展，并开始得到多方面的应用。在能源领域，超导将在电能输运、储能等方面产生显著的效益。总之，中国能源可持续发展是有路可走的，但走好这条路并不容易，需要付出巨大的创造性的努力。物理学基础研究与应用的深入发展，可为能源可持续发展做出多方面的贡献，也只有为可持续发展做出贡献的物理学才更能显现出它的价值和光辉。在这个历史发展过程中，应该在全民族大力提倡科学的发展观和节约型社会的消费观、文明观。实际上，建设节约型社会是一场深刻的思想观念和社会风气的革命，树立崇尚质朴、适度的物质生活消费观和丰富的精神追求的人生观、价值观，不仅对能源的可持续发展具有实际意义，而且对建设和谐社会、实现中华民族的伟大复兴同样具有重要意义。

不幸的是，有许多严重的问题可供选择。我将在下面列出它们，从最严重的开始。

可再生资源产生“铭牌”能力的时间百分比非常低。在德国，能源转变的第一个例子，太阳能仅在 11% 的时间内产生其额定功率输出，这意味着您需要在 89% 的时间内进行备用。对于风能，这个数字要好一些，但它们也保持在 15% 到 25% 之间（取决于离岸陆上，以及每年的风量），所以同样，85% 到 75% 的时间需要备用.

由于风能和太阳能的能量密度非常低，因此您需要非常大的装置来收集能量。这意味着必须首先投资大量材料（钢、混凝土、玻璃、光伏面板、支架、电缆等）。所有这些材料都必须生产，消耗各种资源和大量能源。一个 3 兆瓦的风力涡轮机是用 200 吨钢材建造的，钢材是用煤制成的。因此，可再生能源的实际二氧化碳排放量比大多数人意识到的要高。

所有技术装置的使用寿命都是有限的。在某个时间点，安装不再起作用。所以你必须更换安装。随着规模的扩大，这将是一个严重的问题。例如，如果您在整个美国安装了 10 亿块太阳能电池板，所有这些太阳能电池板的使用寿命为 30 年（= 保证使用寿命 + 10 年），那么您每天必须更换超过 90.000 块太阳能电池板，以维持文明的其余部分。仅第一次安装的成本（保守估计）约为 5000 亿美元；更换面板的成本约为每天 4500 万美元。风力涡轮机也是如此。

在上面的例子中，10 亿块太阳能电池板将产生大约 250 吉瓦，但前提是太阳以适当的角度照射。这大约相当于美国电力供应的一半。因此，您将需要更多，更多。

但如果你这样做，太阳照耀的时候你的电会太多，晚上的时候你的电就不够了。好的，那么存储呢？一个严峻的事实是，即使是电池工程师最疯狂的梦想，他们也无法想出一个能够存储这么多能量的解决方案。即使是已经建成的最大规模的电池装置也只能提供所需的一小部分。见下文。

这种巨大的电池在能源方面是世界上最大的，仅可提供 50 兆瓦的电力，持续 6 小时。在那之后，它是空的。

可再生资源主要只生产电力。那么，对于汽油（汽油）、供暖、工业流程、航空、航运等众多其他消费，该怎么办？

总之，可再生能源肯定会对电力消耗产生一些影响，特别是在电力昂贵的地区（岛屿），但在我们大规模使用能源的情况下，它不会产生太大影响。全球统计数据证实了这一点：太阳能仅占全球电力需求的1% ，风能约占 3%。因此，全球计划大规模新建燃煤产能以满足需求的增长。

然而，其中主要是废物燃烧和生物燃料。

生物燃料已被证明在减少二氧化碳排放方面效率低下，应尽快停止使用。废物燃烧主要是塑料（即精炼油）

如果你在这张图中引入太阳能和风能，它们几乎看不到。请记住，在投入数万亿美元之后，几乎看不到。

然而，幸运的是，我们的能源需求有一个解决方案，它是清洁的、非常安全的、非常强大的、24/7/365 工作并且可以使用 10.000 年。

Garrett Motion公司和IAV公司通过阐明电辅助增压技术的优点，并在一个案例分析中介绍了一款2.0 L直喷式汽油机在SUV车型上与eGT25增压器以及最大功率6 kW电辅助系统的集成，基于此研究了其对废气排放特性和车辆性能的影响效果。

1 背景

汽车领域的技术变化可谓日新月异，其中最重要的推动因素是城市空气质量和气候变化，但如无排放驱动方案以及网络化自动驾驶车辆等新技术也促使形势发生了重大改变。纯电动车所占的市场份额得以快速增长，同时为了推动经济发展，采用了如允许车辆驶入市区、易于泊车以及免除使用周期性CO2排放鉴定等优惠政策。此外，相关法规得以持续快速发展，真实行驶排放（RDE）、清洁车辆指令（CVD）、CO2排放检测以及尚待通过的欧7排放目标要求欧洲车队应首先实现对真实排放指标的监测，由此可对整个使用周期的CO2排放状况进行监测。

然而，目前瞬息万变的情况不仅是出现在了汽车领域，而且在能源领域内针对可再生能源（RED Ⅱ）的指导方针和燃气市场的设计是欧盟委员会用来使初始能源工业（例如供电行业和天然气行业）在2050年之前的CO2排放降低约90%的重要实现途径。所有措施均需花费一定时间，因为需要对各自的行业进行调整。在2025年之前应进一步逼近相关规定，而直至2030年才能实质性地在使用周期内对CO2排放进行比较。

与纯电动车相比，目前较高的蓄电池成本为开发以具有较高效率和较低总CO2排放量的内燃机为基础的混合动力系统开辟了全新的发展空间。就逻辑层面而言，轻度混合动力总成系统是当前广泛采用的内燃机技术的进一步发展。在此期间，柴油机可充分满足严格的RDE-NOx排放要求，并且能与混合动力系统相适应，而汽油机则因采用了颗粒捕集器而使排放的颗粒数（PN）低于预期目标，而且目前如通过采用米勒循环即可大幅优化其压缩效果，则使该机型的CO2排放可与常规柴油机一较高下。此时，因使用可变涡轮几何截面（VTG）而提高了对增压系统的要求，大众公司在2016年即已展示了该类技术的组合。使用配备有VTG增压器和米勒循环的高压缩比汽油机的最低比燃油耗可达到225 g/kW·h，而目前汽油机的最低比燃油耗为240～250g/kW·h，而且前者能在宽广的特性曲线场范围内以化学计量比运行。因此，在今后5年内欧洲将有一半以上的涡轮增压直喷式汽油机会使用VTG增压器。

Garre公司方面确信，如果最先进的燃烧技术与合适的增压技术有效结合的话，以此就可实现190～195 g/kW·h的最低燃油耗和宽广的特性曲线场范围内220 g/kW·h的燃油耗两项数值。无论是采用米勒循环过程的稀薄运行方案还是采用压缩点火直喷式汽油机（GDCI），二者均有实现该目标的潜力，而如与电气化相结合，则还能节省更多燃油。

除此之外，动力总成系统的混合动力化同样开辟了通过增压系统实现电气化的可能性，以此逐步拓宽了空气动力学的设计空间，从而使涡轮增压器在真实条件下能更高效地运行，因此一级方程式赛车进入到双废气涡轮增压器的时代并非意料之外。该类发动机采用稀薄运行方案、米勒配气定时以及回收动能的发动机-发电机单元（MGU-K）和回收热能的发动机-发电机单元（MGU-H），从而具有较高的车速和较好的动态性能。此时，其最高热效率（BTE）可高于46%，最高总效率可高于51%（在考虑回收动能的前提下）。离开赛车路段后混合增压系统能以多种多样的方式投入使用，其中首先使用的是电动压气机和电辅助废气涡轮增压器。因为目前已有众多的电动压气机应用实例，本文将重点介绍电辅助废气涡轮增压器，其内容为euATL与一台处于当前技术水平的直喷式汽油机的组合，在此将重点讨论在宽广的特性曲线场范围内针对以化学计量比运行的所有重要性能特性参数所具有的改善效果。

2 电辅助废气涡轮增压器的工作原理

电辅助废气涡轮增压器提供了丰富的应用可能性，图1示出了其中的一些应用实例，并且图中按照燃油和车辆类型进行了区分。

废气涡轮增压器的电气化消除了其高效率小涡轮应用于低流量运行工况时的必要性，而是为汽油机设计用于额定功率点以化学计量比运行的涡轮，在小流量工况时涡轮功率的不足以及惯性的恶化可由电机予以补偿。若再附加使用一个具有宽广特性曲线场的压气机，则可同时提高低转速与高转速工况范围下的工作能力，因此尺寸合适的电辅助涡轮增压器通过小型化和低速化即可有效降低CO2排放。

能量回收功能可实现均衡的能量分配过程，并实现进一步优化。其他可供使用的功能（但本文不作详细讨论）主要如下：

（1）能量管理（优化应用和为车辆提供电能）；

（2）部分负荷增压（优化气门配气定时和涡轮增压器的实时调节）；

（3）热管理（对于标准和扩展边界条件下的RDE试验是必不可少的）；

（4）米勒过程（汽油机CO2排放可降低10%～15%）；

（5）两级增压（用于米勒配气定时情况下的两级增压）；

（6）稀薄燃烧（汽油机CO2排放最多可降低10%～15 %）；

（7）瞬态λ调节（用于GDCI和燃烧时的精确调节）。

3 2.0 L汽油机案例研究

为了展示尺寸合适的电辅助废气涡轮增压器的应用潜力，选择了一款广受好评的2.0 L汽油机和一类SUV等级车辆，即搭载第三代EA888直喷式汽油机的奥迪 Q7，该类车型自重2 200 kg再加上4个成年乘客总质量约2 500 kg（图2）。

4 废气涡轮增压器

基础废气涡轮增压器采用与GT17相近的结构尺寸，发动机最大扭矩为380 N·m，额定功率可达185 kW。新设计方案的特定目标为从1?500 r/min的转速起，升扭矩高于200 N·m/L，额定转速时的升功率可达100 kW/L，同时宽广的特性曲线场能以化学计量比运行。为此，Garret公司开发了一种型号为eGT25的电辅助废气涡轮增压器（包括功率电子器件在内）（图3），3种结构尺寸比常规的GT17更大，能集成到该车型上。

5 发动机试验台稳态试验结果

由图4上图所示出的稳态全负荷试验结果表明，尺寸合适的eGT25涡轮增压器在低转速时具有与量产产品几乎相同的扭矩曲线，在1 750 r/min转速时的扭矩为420 N·m，在中等转速范围的扭矩达到了450 N·m，5 500 r/min时的额定功率为215 kW。按照预期的那样，在1 000～2 500 r/min时的低转速时应具有需1～3 kW的电功率辅助，而在高转速时涡轮功率是较为充足的。图4中图表明，在化学计量比工况下运行不会超过涡轮前的极限温度980 ℃。下图表明量产发动机能以20%的扫气功率达到其低转速扭矩，并以λ=0.85达到其额定功率，与其相比采用电辅助涡轮增压器即可取消扫气和燃油加浓过程，而且即使以λ=1工况运行也不会超过涡轮前的极限温度。

6 发动机试验台瞬态试验结果

按照传统设计标准得以加大的废气涡轮增压器在发动机试验台上同样经受了动态试验验证。因惯性加大和对小流量得以优化的涡轮设计所引起的不良影响可通过电辅助予以补偿。

图5示出了在1 000 r/min、1 500r/min和2 000 r/min时加载负荷的试验结果。相比于基础发动机，采用电辅助涡轮增压器的发动机在所有的转速下扭矩的建立均显示出明显优势，特别令人印象深刻的是在1 500 r/min时的效果，相对于基础发动机的20 N·m/(L·s)，其扭矩提升效果达到了95 N·m/(L·s)，在该情况下仅1 s就达到了额定扭矩而非4.5 s，此时电机短暂使用了约6 kW的最大电功率。在1 000 r/min时因受压气机的限制而并未充分利用系统的全部潜力，同样在2 000 r/min时经过短暂时间处理后即可提供足够的涡轮功率。

7 整车试验结果

在启用了全新的调节功能并经过发动机试验台上广泛的特性曲线场标定之后就可将试验载体集成到车辆上。在进一步的试验研究过程中就能完成行驶性能的调整，并在Millbrook（大不列颠的一个地名）举行的CENEX低碳车辆活动中展现了演示车辆并开展了相关试验，在举办过程中由Garre公司确定的试验道路包含了通往山区的路段、弯道和7%、14%和21%的坡道以及高速路段，以在高达200 km/h车速下得以试验的扭矩特性和灵活性（图6）。

8 灵活性试验（60～100 km/h）和爬坡

灵活性试验是在第六档位从60 km/h加速到100 km/h（图7），基本车型为此大约需要11 s，采用无电辅助的GT25增压器的车辆大约需要14.5s，而具有6 kW最大电辅助功率的eGT25涡轮增压器则能有效克服这种缺陷，可使量产配置车辆的加速时间缩短到8.8 s，这相当于改善了约20%。在此处需重点强调两件事情。采用eGT25电辅助涡轮增压器加速不仅可实现更快的加速过程，而且加速数值几乎是恒定的。正如从图7上图所示，eGT25电辅助涡轮增压器并不存在工作效果较差的区域。经道路行驶优势分析表明，与基本车型相比，该类现象更令人印象深刻。采用eGT25电辅助涡轮增压器的车辆在达到100 km/h车速时已领先于量产车辆约17 m（图7下图），换言之，eGT25车型领先量产车型约3.5个汽车长度（图8）。

除了高速路段上的灵活性试验之外，还在坡度为7%，14%和21%的山区分别进行了一系列的加速行驶试验。试验结果表明，使用电辅助涡轮增压器的车辆通常能调高两个档位。虽然该过程尚未有明显的试验结果，但是却显示出了为驾驶员提供更充分的灵活性和舒适性的潜力以及重新确定换档的策略，以便在真实行驶条件下将燃油耗和CO2排放降到最低。

9 发动机高转速时的加速性

电辅助涡轮增压器的的转子能通过电驱动系统加速到最高转速并得以减速，eGT25电辅助涡轮增压器转速最高可达180 000 r/min，在该转速下，所具有的总功率可达40 kW，而电辅助或能量回收最多仅有6 kW。图9表明采用该方法加速即使在相对较高的发动机转速时均有始终一致的无滞后效果。

10 动能回收

电辅助涡轮增压器的动能回收功能在目前的开发状况下已显示出可回收用于增压器转子加速所需电能的60%。首次模拟计算表明，实际上动能回收的潜力约为可用能量的300%。电辅助涡轮增压器并非永动机，但可回收比例高于100%的能量，因为增压器转子的大部分动能来自于废气热焓，而不仅来自于电机，这就意味着电辅助涡轮增压器应被视作是蓄电池充电状态时的净输出设备，而非汽车电路中的纯耗电设备（图10）。

11 结论和下一步工作

至此，该研究项目已表明，尺寸合适的电辅助废气涡轮增压器与48 V汽车电路相结合能有效改善发动机稳态和瞬态运行性能，从而将对与此相关的车辆在灵活性、机动性和最高车速等方面的要求产生有利的影响，由此能取消扫气和燃油加浓过程。其优点可归纳如下：

（1）额定功率从185 kW（λ=0.85）提高到215kW（λ=1），提高了16%；

（2）扭矩从380 N·m提高到420 N·m，提高了10.5%；

（3）瞬态扭矩提升从20 N·m/(L·s)提高到95 N·m/(L·s)，改善了4.75倍；

（4）第六档60～100 km/h的加速性从11.0s缩短到8.8 s ，改善了20%，无滞后现象；

（5）在7%、14%和21%的坡道能比量产车型提高两个行驶档位，具有降低CO2排放的潜力；（6） 扭矩较高，并可利用电动机功率辅助直至涡轮增压器达到最高转速。

目前可回收约60%的动能，最终可高于直流输入功率的100%。相关研究已经表明，OEM制造商已为尺寸合适的电辅助废气涡轮增压器提供了一条胜欧7废气排放标准的途径，特别是能在保持化学计量比运行的同时，提高其动力总成系统功率的要求。这里所介绍的解决方案能充分与轻度或插电式混合动力化相结合，从而发挥其各自的附加优势，因此电辅助废气涡轮增压器被看作是混合动力化的补充技术，其本质上是附加于汽车混合动力化上的一种随插随用技术。除此之外，其可与米勒过程、可变涡轮几何截面和用于废气再循环的解决方案相兼容，并对蓄电池充电状态时作出贡献。

对电辅助废气涡轮增压器的总体评价是一个历时多年的研究项目，因而更进一步的试验研究成果和认识依然莫衷一是。在该项目开展研究后的第二年，Garre公司就打算将米勒过程、涡轮复合运行和热管理（见图1）并行发展，同时进行试验研究，并准备从2021年起与OEM制造商通力合作，将这种技术投入批量生产。

作者：[法]P.DAVIES等

整理：范明强

编辑：伍赛特

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

可再生能源是指取之不尽用之不竭的能源,如风能、太阳能、水能.风能的利用是用风车发电机把风能转化为电能.水能是把水的重力势能通过涡轮发电机转化为电能,像三峡水电站.太阳能的利用是指通过太阳能电池板把光能转化为电能.或者直接利用热能,太阳能热水器.