IBM将太阳能海水淡化技术带入沙特阿拉伯

haoohan

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IBM公司将与沙地阿拉伯的阿卜杜拉国王科技城（King Abdulaziz City for Science and Technology）合作建立一个太阳能海水淡化厂，它将使用IBM公司的纳米薄膜净化技术。

- J' f8 g$ c' f2 y( V该海水淡化厂将建立于位于东北部的城市AI Khafi，它将每天为10万人口生产3万立方米的净化水。

IBM与该科研机构将共同开发为淡化厂提供电力的超高聚光光伏发电技术。这种技术能使光伏发电系统在相当于1500个太阳的高集中度下运作。
$ S3 m/ i1 o: B
. }6 Y% ?+ k9 F7 S/ m同时，他们还与来自日本Central Glass和美国德克萨斯州奥斯丁大学的科学家们共同开发了淡化过程所需要的纳米薄膜技术。这种技术能够在相比于其他形式的净化过程使用更少的能源的同时，过滤水中的盐分和其它潜在的有害毒素。

7 L; ?" a# Z+ U. h3 ]他们声称，太阳能和纳米薄膜技术的结合将大大减少淡化厂水和能源的成本。

目前，最常使用的海水淡化方法是热循环和反渗透技术。然而，研究所的科学家们说这些方法非常昂贵，每立方米的成本在2.5里亚尔到5.5里亚尔(0.66美元到1.46美元)之间。
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, M$ J# o/ d, P* f* ?! f$ P, h其它障碍例如生物燃料燃烧、降解氯气和低通量等因素都危害了反渗透技术的效率。

+ r& F3 k+ D. `' F这个联合研究计划将通过对聚合物的性能在纳米程度上的改进来提高高分子薄膜的功能，这将使海水淡化过程更有效率，并且不那么昂贵。

“我们与KACST的合作将在太阳能和海水淡化方面引导技术革新。” 绿色创新工程（Big Green Innovations）的副总裁Sharon Nunes说。该工程是IBM公司在寻求环境管理机会方面的一个分部。
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6 N9 I$ y$ P# J4 ^" ^- d# n“利用这些新技术，我们将创造相信能在沙地阿拉伯和全世界安装的节能系统。”

  S& D# T. D0 N1 V; f沙地阿拉伯是全球最大的淡化水生产商，因此，使用该国的科学、技术和革新计划成为其制水的第一要务，科技城研究所的副总裁Turki AI Saud说。

今年2月，沙地阿拉伯宣布了在全国至少建造9个海水净化厂的计划。它还筹备将为其国家电网增加300亿瓦的太阳能。

IBM和该国国王阿卜杜勒-阿齐兹（King Abdulaziz）的合作始于2008年早期，从那时起，来自双方的科学家们在IBM纽约和加利福尼亚的实验室，以及双方在利雅得（Riyadh）的卓越纳米技术中心（Nanotechnology Center of Excellence）共同工作。

$ b/ L! q# p1 c1 F. m他们的研究工作还包括探索回收利用广泛使用于食品和饮料容器的聚乙烯对苯二酸盐塑料的新方法。
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作者 Jen Balboa

longl0388

回复 1# haoohan
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/ e$ f( Y6 s& z" r# I技术发展方向
可持续发展

我爱番茄

电力电子及电气驱动仿真
& d5 x' b/ }  \9 `& }

& o5 G" Q8 S' a% tCASPOC是一个针对电力电子和电气驱动的功能强大的系统模拟软件。使用CASPOC可以简单快速地建立电力电子、电机、负载和控制量的多级模型。这个多极模型包括交互式电力供应的电路级模型、电机/负载的部件级模型以及控制算法的系统级模型。
　
5 V5 b# L: N# ^目前所有商用软件中，只有CASPOC结合拖放建模的易用性、建模语言的高效性、仿真结果观测的实时性和最快的仿真性能等等于一体，而没有任何收敛性问题。CASPOC是最容易学习使用的高性能可视化建模和仿真软件。
　
CASPOC应用于复杂电力和控制设备、系统的设计和仿真，例如：整流器，直流转换器，交流转换器，谐振转换器，动力工程，感应机，矢量控制，机械结构，有源滤波器，谐波，直流机械，步进电机等等。CASPOC在以下行业有广泛的应用：航空，汽车，运输，商用电子等等。
- O: c& H' }* k' ~

◆运动控制与变速驱动装置
9 u8 B* i/ X. h% C0 F& R. `) G使用Caspoc软件可轻松进行马达驱动系统的分析与设计。Caspoc标准及专业版包含了电机和变速驱动装置的建模功能。它提供了一种简便有效的马达驱动系统建模与仿真手段。
只需将电机连接到电力电子装置和机械轴，即可快速高效地建立起驱动系统。
* T& c! l1 X5 V' \1 N, X
) [( k1 d- O) ?7 U" o0 V
$ f# X3 Q  i% J  ^5 ?7 f2 p
. C3 k9 ]4 {( H/ A* _

% K, i- f9 z( D" V电力电子装置、控制回路、电机和机械传动装置的建模均在一张原理图中完成。同时有全部基本类型的机器与机械部件可供使用。
只需将PI控制器、磁场定向控制器等综合控制库部件连接起来，即可快速、方便地建立起电气驱动装置。甚至还可使用C/C++等建模语言，创建出自定义的机器/负载模型。

7 I) t% c$ [9 u) p/ ~$ |) a

* q) Q4 j. ~1 o6 U& l7 u# o特色：
•通过运用abc-dq转换器、PI控制器和数字/模拟滤波器等现成部件，可极其轻松地建立起任何驱动系统的模型，并得到清晰明了的系统布局图。
•具备大量样例，图中所示的磁场定向控制器就是其中之一。感应电机矢量驱动装置（上图）和磁场定向永磁同步电机（PMSM）驱动装置均可直接实现。
4 O1 a0 i! r) k•如有需要，可采用Simulink耦合，将电力电子及电气驱动装置与任何Simulink控制模型耦合。
•可结合知名的有限元（FEM）仿真软件进行协同仿真或与之交换数据，任何新型电机均可应对自如。
电机：
•永磁同步电机
1 {/ F% d9 B& J* [' q' F: V1 l•感应电机（鼠笼式、线绕转子、单相）
3 A* @* W  ~) c9 k/ {+ I3 F•同步电机与发电机，永磁及外励磁
•永磁直流电机
* v7 h9 F$ H! m* i•无刷直流电机
•串励及复励直流电机
•开关磁阻电机
" H5 [& n) A; B•同步磁阻电机
•步进马达
•车载发电机（直流及三相）
机械部件：
•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮
( Q; B2 y. W( W# ^+ _0 \•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
•速度、扭矩和功率传感器

总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。

8 f% {7 t  v( p$ ^. B

◆数据交换与FEM协同仿真
运用详细的马达模型，可从电气驱动仿真中获取更多功能。Caspoc能与各种FEM软件包耦合使用。
2 |& Z7 h) h% A  D; V+ z! g
, i/ G& Q. H5 }: k: [: ?4 jAnsys中的开关磁阻电机
$ W1 o! p( p% b! \4 @

2 p% h' B. k3 l4 H

* I' E) l" l( i2 y- _
1 ~! J* \) D5 o" x1 nSmartFem中的永磁同步电机
$ b  x% {' G+ C- F" X7 C
) y8 w, i- i% e; I7 Y( D$ I
7 I0 y8 y7 S5 r4 z0 {! L: v; `
9 F# a" ?4 O" L* u2 l2 q

! B* x& u1 K3 ^7 Z1 J$ W' }
Caspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。
5 C( h" l) i5 d( V# }& a

- s% z9 |, R9 ?0 {) D) ^
特色：
" S" b# I; E9 V% z0 X• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真
• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗
• 通过FEM模型确定非线性机器模型的参数，然后采用后一模型进行控制优化
• 静态参数、查找表和暂态协同仿真
2 B1 @3 }) ~% g) S, c- m2 Q• 可结合知名的有限元（FEM）仿真软件进行协同仿真或与之交换数据，任何新型电机均可应对自如。
6 d2 B0 V) u; f6 D* ~线性执行器协同仿真
: |- L: `1 J# @  R: N: E在Ansys中对线性执行器进行建模，在Caspoc控制下进行协同仿真。既可在Ansys中采用FEM和（或）多体动力学模型对机械系统进行建模，也可在Caspoc中建立一个基本的机械模型。
7 m: B* d) E" p


4 z; U5 m+ m  z7 M- g: B
! }4 J3 s* X: F; ?" b
7 x( w3 c% T8 P: u总结：可通过Ansys和SmartFem简便、快速地得到任何类型电机的准确结果。
; G4 n+ J6 }  E4 R3 A2 ^- ?
) D, g. c5 Y) {
2 p- ^! E) V! p! o
◆详细、快速的半导体建模
采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”，优化电力电子设计。

IGBT逆变器损耗的快速仿真



) j; w: {( M' A
  t( e+ G0 C: L% |$ g
半导体损耗快速预测模型
% R0 L" E' ~" l
" i6 x7 b6 a2 C) u* s
- |0 n: q4 T7 V, ?/ O

$ g7 S4 p. C" j) T5 K( g
; p" b9 o6 C5 cMOSFET详细建模
' `+ k: O% B  }( R! \1 I/ a+ aCaspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。

+ b. v7 m% U+ p, a

, {* e- f  O6 }" U特色：
2 l$ m; L9 K  o' z- S' b' }•MOSFET非线性电容详细模型
•IGBT拖尾电流模型
% _5 i( |% x5 k/ d•二极管反向恢复模型
; g8 R, ~. y* Y7 |1 y! ~8 y( z•以快速损耗预测模型实现快速仿真
5 a" S6 ^5 y" C3 U9 N- m" t3 |•与热模型耦合
•包含电路中的导线寄生电感和母线电容
, V% Z! N- i6 H' s/ T二极管反向恢复
0 ?' l/ W1 H! r二极管反向恢复取决于最大正向电流以及关断期间的斜率。在随后各次仿真中增大电感，可提高关断电流的斜率，进而降低反向恢复电流。

7 k4 Z( p0 I) q- R" G7 l+ M* U9 |
- d6 h# ~" }6 P6 c# a. E! J
$ ^$ n& k# `: ]' m/ d
, f, E: k3 A& `5 Z) e4 s: @/ N
$ O/ P% T6 k+ h总结：可以简便、快速地使用半导体详细模型或者损耗预测模型。

9 K/ T- F. l( V3 f9 i7 u, ~# q

3 l; _# [3 d  F+ V# H: W% Q. g◆散热片建模
依据详细的散热片模型，对电力电子设计进行效率和发热估计。依据基本散热片模型或者Ansys的详细热模型，准确预测所做设计的热行为。
/ g/ a; K; [4 }/ U8 k2 l% k1 B7 z5 u带散热片和隔热层的TO220



6 t4 Z9 e+ F- X$ {1 c
* u1 {& Q. O" T4 q
IGBT结温详细模型

, c9 j3 Y! J% d" w- d
% \3 j; I  B5 A4 ^" \" F
+ |& K. h, ^5 m特色：
•散热片模型与半导体模型直接耦合
# H) n; B1 K3 h$ D•预定义导热材料特性
•现成的散热片模型
•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
热模型
) m; A; ?. d1 F; g& n2 M+ O需要热模型来准确预测半导体损耗。半导体损耗依赖于结温，而结温又是半导体自身以及周边半导体功率损耗的函数。在Caspoc中，可以使用现成的散热片模型，也可以使用Ansys中的详细模型。
; F, g% D1 q# `- q; V5 \6 p
( e0 S; {2 x5 f
9 W9 V4 U) a& }$ K5 U2 F" u$ r
$ z/ p( G2 L5 D, E

3 x. v! H  Y& X7 v
; t" _: O8 h5 U9 f' _2 I) N
3 n: p2 M& D& D8 ~# n2 }1 k总结：既可使用预先定义的热模型，也可简便快速地定制热模型。

% C; X5 G5 p8 G, g9 V* A% Z/ F
" X& C! |/ Q: U9 i6 w- f$ F& _1 W
◆汽车动力管理
针对多种负载应用进行汽车动力管理优化与测试。同时针对所有用户，对整个电力网进行建模。可观测蓄电池充放电以及发电机产生的谐波。此外还可建立负载突降以及模拟电力网的稳定性。

! w$ D5 G' {) a! N# X/ z7 l汽车动力管理（含负载突降）





4 l. L* W! r1 {' d7 `. F' _IGBT火花塞点火控制

# L4 q7 ^3 K! {4 P0 [: s


特色：
•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器
3 |. @- v9 T+ x3 ~! N•蓄电池荷电状态（SOC）及充放电阻抗模型。
2 O7 K, V9 {. E* |& @4 }5 T9 [7 L3 Z•高压火花塞模型
2 p$ W, |4 g  L  J5 N•双向直流电源的限流与电流效率模型
! }% U& p' S; M* O$ c! N•动力管理传动循环
双向直流变换器
- x* ]% y& Y7 q# C4 l电力电子装置在汽车领域的应用初见端倪。除控制发动机、交流发电机和闪光信号灯外，还可控制马达及其它车载执行器等几乎所有装置。下图是HEC（混合动力电动车）中双向转换器的详细模型，该转换器用于在蓄电池电压与总线高压之间进行转换。


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0 u: q& v# ]* Z! _, B( R

' o. x3 M: z1 J* d" u总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。
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7 T* i7 r$ X3 M5 D  R. |

◆绿色可再生能源
) r3 n% A) }; x) ]2 d0 A绿色可再生能源是今后的发展趋势。采用Caspoc进行绿色能源仿真，可帮助您始终走在时代的前列。提供太阳能电池、风轮机和燃料电池等模型。

带逆变器的太阳能以及电网供电线路
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' s2 H% c: B. z* o7 V+ a: ]
3 C3 a- G# o  c: v& X4 d
& b7 @2 e# ~! S" _8 _7 O
: I. p9 H+ U1 Q风轮机模型
+ A" z# Q1 B" a) ~/ F6 s1 Q

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& z* I  o1 l% I: d双馈感应风力发电机
风轮机经刚性轴和齿轮箱连接到DFIG（双馈感应发电机）。发电机转子通过逆变器取电。DFIG发出的电力被输入主电网。

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# Y2 Z/ R/ b3 D# z3 }
7 O4 c8 X# K# B2 |/ A& X6 ^' N8 n! J  特色：
& z2 g* ]. r4 |0 u• 负载依赖性太阳能电池模型
& E. p. E- ^  j7 F* g8 q• 风轮机模型具备变桨距控制和风速特性
! H( {* a) q% J3 A• DFIG（双馈感应发电机）
4 o8 \8 l* \2 e. B4 F• PMSG（永磁同步发电机）
0 [2 o5 p$ b  ~' J• 行星齿轮、刚性轴
• 风速特性
2 I6 \9 I9 ?) s7 u7 Z/ k7 O- p9 ~• 采用CFD方法得到的负载依赖性燃料电池模型，或燃料电池详细模型
燃料电池
可采用CFD软件包，基于电压-电流关系建立燃料电池模型；也可建立包括氢气压力和温度在内的详细燃料电池模型。
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! F2 n- Y1 |$ R/ z" ^

5 a2 ]: Z  ~3 O. G
总结：简便、快速地位居绿色能源设计的前列，构建更加美好的未来。

11m

IBM也搞这个呀

dinlan_1

中东地区上的一些项目总是那样吸引人眼球

tedward

海水淡化技术是太阳能应用的一个方面啊