通过现代电力电子技术进行电能变换可获得符合要求的输出,减少过程损耗,提高效率。
1.我国电机传动系统降耗节能空间很大
电机系统用电量占全国用电量的60%左右,其中风机、泵类、压缩机和空调制冷机的用电量分别占全国用电量的10.4%、20.9%、9.4%和6%。如果直接由公用交流电网供电,当需要减小风量、水量时,仅靠利用挡板、阀门加大风阻、水阻以减小风量、水量至50%额定值,则电能的利用效率也降低50%。如果采用电力变换装置将50Hz恒频、恒压交流电源变换成变频、变压电源后再对风机、泵类的拖动电机供电,可通过调节电机速度来改变风量、水量,则电能的利用效率仍可维持在90%左右,这将节省大量能源。如果风机、泵类全都采用这种先进的变频调速技术,每年节省的能源将超过几千万吨标准煤,经济效益极为可观。
2.电厂发电总量的10%~15%消耗在电气照明上
带有电感式镇流器的荧光灯,其发光效率比普通白炽灯高得多,在同样的光通量下,其耗电减小到白炽灯的1/3。如果采用高频电力变换器(又称电子镇流器)对荧光灯供电,不仅电-光转换效率进一步提高(可节电50%),而且光质显著改善,还能使灯管寿命延长3~5倍,但其重量仅为工频电感式镇流器的10%。电子镇流器的技术关键就是高频电力电子变换器,若获得广泛应用,则节电效益十分显著。
3.减少用电设备体积(www.xing528.com)
将工频50Hz交流电升频后再给某些负载供电,由于频率的升高,用电设备及变压器、电抗器的重量、体积将大大减少。例如频率为20kHz的变压器,其重量、体积比普通50Hz的变压器小10~20倍,钢、铜原材料的消耗量也大大减少。
4.保护环境
在电能的产生、传输到应用过程中使用电力电子技术可减少社会总发电量和装机容量,这样不仅节省资源,而且可显著减少发电厂的二氧化碳排放量,降低空气污染和温室效应,这是电力电子技术在环境保护上的重要贡献。其次,作为可再生资源发电不可缺少的接口,电力电子技术将为保护环境作出贡献。此外,应用电力电子技术可使设备降低电磁辐射水平,从而保护人类不受和少受电磁污染和噪声干扰。
目前发达国家的电能已有80%经过电力电子技术处理,节能效果达15%~40%,有文献预计,到2050年经过处理再应用的电能将达到95%。通过电力电子技术对电能的处理,电能的使用将更加合理、高效和环保。
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