当前很多媒体关注电池,以及重要的研发工作和商业投资,专注于高容量、功率密集的可充电(二次)电池。当然,这种观点很有意义,因为它们用于电动汽车 (EV) 和其他更高功率的、通常是移动的情况。
我们经常谈论和担心电池:它们的寿命、安全问题、充电/放电、温度影响和许多其他问题,以至于很容易忘记电池供应链中的一个重要环节:连接器。过去一周发生的两件事,一个在当前范围的极低端,另一个在更高的范围,提醒我,如果没有牢固的连接,最好的电池也是无用的。
碳化硅 (SiC) 半导体在处理高功率和导热方面比电动汽车 (EV) 系统和能源基础设施中的传统硅更有效的能力现已得到广泛认可。SiC 器件有助于更有效地将电力从电池传输到 EV 系统组件中的电机,从而将 EV 的行驶里程增加 5% 至 10%。
在过去的几十年里,碳化硅和氮化镓技术的进步以发展、行业接受度的提高和有望带来数十亿美元的收入为特征。第一个商用 SiC 器件于 2001 年以德国英飞凌的肖特基二极管形式问世。随之而来的是快速发展,到 2026 年,该行业有望超过 40 亿美元。
碳化硅 (SiC) 用于各种应用已有 100 多年的历史。然而,如今半导体材料比以往任何时候都更受欢迎,这在很大程度上是由于其在工业应用中的使用。
电力电子新技术的发展已将工业市场引向其他资源以优化能源效率。硅和锗是当今用于生产半导体的两种主要材料。损耗和开关速度方面的有限发展已将技术引向新的宽带隙资源,例如碳化硅 (SiC)。
在夏威夷海岸,我们的系统显然包含 Vicor 组件。我们将在海底运行水下自动驾驶汽车和多个数据收集系统。海上的可再生能源设备和波浪能设备从未做到这一点。所以这是开创性的东西。这是其中令人兴奋的部分。我的意思是,能够将新的可再生资源真正带入主流商业市场、研究市场、国防和安全市场,对我们所有人来说都是令人兴奋的。所以这很令人兴奋,但它是新的。我们正在这里开辟新天地。
我们提到了 Project Natick。微软建造了一个 40 英尺长的管子,并用 12 个机架装载了总共 864 台服务器,然后沉入了苏格兰附近的北海。电力来自附近的陆上风电场。微软报告称,水下数据中心的服务器的故障率是其陆上对照组的 1/8。该公司正在继续开展 Project Natick。
在可再生能源系统方面,公司最近试图利用三种主要能源:太阳、风和海浪。太阳能电池板现在几乎无处不在。风力涡轮机装置在陆地和海上变得越来越普遍。然而,我们还没有看到太多的是波浪能。不过,新的能量浪潮可能是波浪能。 世界正在转向可再生能源。不够快——还没有——但它正在发生。经典的可再生能源是水电。如果到处建造巨大的水坝很容易逃脱,我们早就做到了。
作为一个谨慎的以模拟为中心的工程师,我一直很喜欢传统的基于热的保险丝,并且由于它们的有源元件而对电子保险丝(也写为 e-fuses 或 eFuses)有些怀疑。毕竟,在可靠性方面,简单几乎总是更好,而且没有什么比热熔断器在功能上更简单的了。我并不是要从技术上贬低它们,因为它们实际上融合了先进的材料科学和技术;它们的功能很简单。
这就是尝试所有这些不同事物的令人兴奋的地方。因为如果其中一些有效,从长远来看,这可能是一条更好的聚变能途径。我们需要学习什么?每个人都面临着一系列共同的挑战,并试图弄清楚如何克服?我的意思是,你说的是最重要的三个因素,但是要实现可持续的聚变反应或维持聚变反应,喂养它,是否有具体的挑战?在这一点上,该行业仍需要克服哪些挑战?
最近我们看到了变化,特别是最近在英国,政府现在发布了一项聚变战略,表示他们希望将聚变能源商业化。他们还在制定监管框架,这将为行业中的公司提供确定性。美国也有活动,他们正在推动公私合作。所以世界各地发生了各种各样的事情。实际上,中国也对聚变很感兴趣,日本也一样。因此,在能源和气候背景下,围绕核聚变发生了很多事情。
今天我们将讨论核聚变作为能源的前景。如果科学能够弄清楚如何制造聚变发电机,那么聚变能源将成为世界所希望的一种强大而清洁的能源。但是经过半个世纪和数不清的数十亿美元的研究之后,没有人可以控制这个过程。包括不少核工程师在内的一些人得出结论,商业聚变是白日梦。然而,今年突然之间,这个话题又开始引起了很多关注。
对于许多与 EMC 有关的问题,最佳答案是“视情况而定”,因此可能并非所有情况都只有一个答案。我会尝试在答案中包含我的假设。为了清楚起见,对问题进行了编辑。
LF 能源和索尼计算机科学实验室几个月前宣布了一个名为 Hyphae 的项目,这是一个微电网计划,旨在实现可再生能源的点对点分配自动化。这样做的目标是让微电网更高效,使整个电网更加碳中和,只是为了留在页面上,在关于能源的同一页面上。但这是你的项目之一。你能告诉我你在规划的其他项目是什么吗?未来我们最有可能看到开源微电网部署在哪里?