台州西门子触摸屏供应商 原装正品

上海西齐机电设备有限公司

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从风电到电动汽车

工业企业和电力生产企业正在密切合作，努力将电动交通愿景变成现实。除汽车工程之外，合作的焦点是实现汽车、电网以及用于储蓄和双向输送利用可再生能源生产的电力技术之间的协调。

当西风吹起，北海汹涌的波涛开始拍打日德兰半岛岸边的沙丘，丹麦海岸上数以千计的风车开始转动起来。如今，丹麦20%的电力来自风力发电，堪称风电领域的全球翘楚。到2025年，这个数字将增至50%。然而，当风力过大，风电机组生产的电力超出丹麦电网的承受能力时，如此高比例的可再生能源发电带来的好处，却被蒙上了一层阴影。如今，丹麦的电力公司必须将这部分多余的电力输送至邻国，并且要为此支付一定的费用。

因此，无怪乎丹麦成为开发用于储存过量电力的蓄电技术的先驱，而研究人员的目光则主要集中在电动汽车所使用的电池上。他们目前的计划是，在十年之内，让全国十分之一的汽车采用风电驱动。尽管，考虑到如今的欧洲街头几乎看不到任何电动汽车，这个目标听上去有点离谱，但是，丹麦正在通过开展一系列计划，快速迈向电动交通。其中，西门子作为两个领域——将电动汽车连接至电网和汽车工程——的开发合作伙伴，对此提供了鼎力支持。

通往气候峰会之路。例如，与专门打造定制汽车的德国企业Ruf公司一道，西门子将在2009年12月在丹麦哥本哈根召开的联合国气候峰会上，展示三款电力驱动运动型多功能汽车（SUV）。这三款汽车均采用了保时捷卡宴底盘，装配一套集成式充电系统，可以在任何230~380伏电源插座上进行充电。一种用于这个目的的插头已经实现标准化。充电时间主要取决于电源插座的输出功率。开发人员预计，初始充电量约为10千瓦（kW），在中期阶段，充电量最高可达43千瓦，也就是说充电时间为20分钟到两个小时。这些电动汽车通过位于油箱门下方的电力接头进行充电。

2009年春季，在瑞士举办的日内瓦车展上，Ruf公司和西门子联袂展出了由保时捷997 Targa车型改装而成的电动汽车eRuf Greenster。这辆电动汽车的功率为270千瓦，最高时速达250公里，具有很高的扭矩和杰出的启动加速能力。与需要过一段时间才能达到其最高动力的燃烧引擎不同的是，电动电机可以立即释放其全部威力。

Greenster是一辆具有先锋意义的电动汽车，淋漓尽致地诠释了电动交通的独特魅力。然而，由于这款车型的开发时间只有短短三个月，因此，其各个组件并非全新设计，而是利用了市场上现有的标准组件。西门子中央研究院（CT）电动交通团队负责人Gernot Spiegelberg博士说：“已经计划研发的新一代Greenster II车型，将采用完美搭配的组件。”这些组件包括，快速充电装置以及专门针对电池管理、电机控制和充电电子系统等而精心设计的组件。Greenster II车型将于2010年底设计完成。

标准化充电。在联合国气候峰会期间，这三款SUV将采用风力发电提供的电力，在会议中心与机场之间，提供通勤服务。每辆SUV可以运送4名乘客及行李。这里所提出的概念包含了西门子提供的、用于与电动汽车的电子系统进行通信的“电力泵”。这是实现电动交通所要解决的关键挑战之一。不仅仅是丹麦，全球各地都面临着这个问题。说到底，开车的人希望可以在任何地方为其电动汽车充电，不论是在车库、超市，还是在公司停车场。通过类似于收取手机话费的方式，充电服务提供者可以对使用的电力按量收费。然而，这样的系统要求可靠地识别车辆，并在车载电子系统与充电泵之间进行数据交换。通过与电力供应商RWE联合开展的一个项目，西门子即将在德国安装40座充电站，其中20座充电站计划建在柏林。此外，在西门子的协助下，目前RWE正在德国举行Greenster巡展。2009年9月在法兰克福举办的IAA国际车展期间，Greenster同样引起了轰动。

西门子不断加大汽车工程和用于将电动汽车连接至电网系统的研发力度，目的是全面推动电动交通的发展。其成果包括Greenster和SUV，以及负责充电过程和电动汽车与电网之间通信的系统。Spiegelberg将这两个领域称为“车内”和“车外”。他说：“我们组建了一支涉及电动交通方方面面的团队。”除西门子中央研究院的研究人员之外，这支团队的成员还包括来自西门子能源和西门子工业的专家。这些专家的加盟是因为，未来的电动交通涉及的不仅仅是车辆本身。当电动汽车大规模面市后，电网必须相应升级。例如，有必要在诸如市中心停车库和体育场等公共场所，安装可以满足电动汽车的全部充电要求的系统。每50辆电动汽车就需要一台配备了开关设备的配电变压器。这就意味着，必须通过中压开关，连接数十台这样的变压器。在一个地方停放数以千计的电动汽车需要大型设施，并且这些设施必须安装在地下室或单独的建筑物中。要知道，如果一万辆电动汽车同时充电，每辆车需要20千瓦电力，那么电网总共要提供200兆瓦的电能，这相当于一座中型发电厂的产电量。

车载电池。目前，“车内”和“车外”领域的电力专家，正在参与丹麦的EDISON项目。EDISON是“利用可持续发展能源的分布式和一体化市场以及开放式电网上的电动汽车（Electric vehicles in a Distributed and Integrated market using Sustainable energy and Open Network）”的英文首字母缩写。EDISON是全球首个，同时也是涵盖最为广泛的同类项目，允许利用风力发电提供的波动的电力，为大量电动汽车充电。该项目计划在两年内，开发出面向电动汽车和电网的相关技术，并将其投入使用。

该项目计划于2011年，在位于波罗的海的丹麦岛屿Bornholm上，开展实地测试。届时将通过公共电网，利用风力发电提供的电力，为测试车辆充电。当用电量增加时，停放的车辆可以将电力馈回电网。丹麦人希望，依托数千辆电动汽车抵消风力发电的波动。电动汽车及其电池可以提供额外的蓄电容量，不需要使用单独的蓄电装置来弥补电量的波动，因此，EDISON将专注于实现从电网为电动汽车充电，以及从电动汽车向电网输送电力的双向电力传输。结果将是惊人的。例如，如果有20万辆额定功率为40千瓦的电动汽车连接至电网，那么，这些电动汽车可以在很短的时间内提供高达80亿瓦的电能，超过了德国全国的用电总量。也就是说，它们可以很好地缓解用电高峰时段的电网压力。

除西门子之外，EDISON的合作伙伴包括，丹麦科技大学（DTU）及其Ris?-DTU研究中心、丹麦的Dong Energy和?stkraft电力公司、Eurisco研发中心以及IBM。在EDISON项目中，不同的工作组负责开发实现电动交通所需的各种技术。其中，西门子主要负责快速充电和电池更换系统。西门子能源的EDISON项目负责人Sven Holthusen表示，“西门子的业务组合已经包含了许多相关组件，现在我们正在对这些组件进行相应的调整和改造。”

被污染的电网？Holthusen的任务之一，是研究当每天有数百万辆电动汽车不断地进入后离开电网时，会对电网造成什么样的影响。因此，他在配备专用电网的Ris?研究中心开展自己的研究。他解释说，“这能让我们在小范围内监视这种情况的影响。”

在这种情况下，如果当电池连接至50赫兹电网时发生了谐波，那么事情会变得尤为棘手，因为谐波会产生共振并扰乱电网频率。如果形成了较大的波形，这种被称为“电网质量污染”的干扰，会影响整个网络的平稳运行。

目前还没有能够解决这个问题的成熟办法，不过Holthusen正在努力寻找解决之道。在测试中，他连接了多达15个重300公斤、蓄电容量为25千瓦的电池。比较而言，一辆中档汽车行驶100公里需要约18千瓦电力。然后，Holthusen利用软件来测量电池对电网的影响，并努力减轻这种连接造成的结果。

实现电动交通的另一个主要障碍是，电池充电所需的时间。考虑到这一点，Holthusen和他的同事正在研究一种可支持高压、高电流电源（初步定为400伏、63安培）的快速充电技术。Holthusen所用的方法是切实可行的，因为在欧洲，许多家庭的地下室或其他储物间都有用于电炉和其他电器的400伏电源。

Holthusen说：“然而，为了弄清这项技术的潜力，我们开展了进一步的测试。”具体而言，他希望将充电功率提高至300千瓦，以便在6分钟内完成电池充电。这样，电动汽车就可以像常规汽车一样随时可用了。

具备这种快速充电能力的锂电池，有望在不久的将来投放市场。然而，如果要在短短三分钟内完成电动汽车充电，必须开发新的电池技术。

当然，西门子不仅仅在丹麦开展了测试活动。在德国，西门子的研究人员也积极参与了Harz.EE.mobility计划。该计划旨在找到利用分布式风力发电、太阳能发电和沼气发电等系统，更好地为电网输送电力的方法。

德国Harz地区的三个行政区参与了这个计划。这个计划的目的是，想办法将电动汽车融入这个系统。在这方面，西门子将提供用于将电动汽车集成到智能电网中的电力管理系统以及相关通信系统。

此外，位于慕尼黑的西门子中央研究院实验室的研究人员正在分析电子组件，特别是用于双向充电和放电的电子组件。西门子中央研究院的科学家想用测试设备来模拟多种不

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城市：更加光明的能源未来 

众多能够快速、稳定地降低现代工业化国家的能耗的高能效解决方案和技术已经问世。通过对一座堪称全球能效冠军的假想城市的研究，我们可以揭示这些解决方案的实际作用。

政府间气候变化专门委员会发布的一份报告，让每个人都清醒地认识到，气候变化已是不争的事实。显然，诸如天然气、煤和石油等矿物燃料的燃烧是温室效应的元凶。那么，怎样才能扭转局面？如果我们开始在汽车、发电厂和家用电器中采用能效最高的先进技术，会发生什么转变？如果一切从头开始，一座拥有1,000 万人口的假想城市需要消耗多少能源？这样做并不是异想天开，如果将这座假想城市与工业化国家的常规城市进行比较，我们将得出一些让人吃惊的结果……

每1,000 万人的能源需求和二氧化碳排量( 基于2007 年德国的数据)。节省热能、电能和交通能源，是从消费者的角度降低二氧化碳排量的最有效的途径；减少损耗则是发电领域的主要减排因素。

下面，我们将以仅次于美国、中国、俄罗斯、日本和印度的世界第六大能耗国家德国的数据为基础，分析这座假想城市的能耗情况。目前德国每年要消耗14,100 多拍焦耳(PJ) 的初级能源(1PJ 等于1015J，即10 的15 次方焦耳)。德国人口为8,200万，也就是说，一座拥有1,000 万人口的假想城市应消耗大约1,715 PJ 的初级能源。事实上，德国的能源构成是：石油33.5%、天然气22%、无烟煤15%、褐煤11%、核能11%、水电、风能、太阳能、生物质、地热和其他能源占大约7.5%。发电设施本身和电力传输过程都要消耗能源，因此，将这些初级能源转换成可使用的能源形式会发生损耗。这样，用户真正使用的只有1,045PJ 所谓的“现场能源”.其中,工业和商业活动消耗了44%，家庭生活消耗了26%，交通部门消耗了30%。

在我们的假想城市，住户、政府部门和工业界，全都保证实行节能措施。可以从产生热量开始入手，因为在德国，有53% 的现场能源是完全用于为办公室和家庭供暖，以及提供生活热水和工业生产用热能。据德国七家能源协会组成的联盟机构——能源平衡工作组(Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen) 提供的数据，在私人住宅中，用于产生热量的能源占家庭总能耗的80%

因此，用于产生热量的能源存在巨大的、易于挖掘的节能潜力。德国联邦环境署称，只要对老房子进行改造，为外墙和地下室顶棚加装隔热装置，以及安装隔热窗，就能将其能耗减少56%。老房子每年每平方米要消耗相当于17~25 升石油( 或立方米天然气) 的能源。相比之下，常规新建房屋每年每平方米消耗的能源为10 升/ 立方米，节能房屋仅为5 至7 升/ 立方米。更令人叹服的是一种所谓的“被动式节能房屋”，它每年消耗的能源仅相当于1.5 升石油或1.5 立方米天然气/ 平方米。

不足为奇的是，假想城市的政府出资对所有老房子进行了改造，并且要求所有新建房屋符合节能或被动式节能房屋标准。

工业和商用建筑与民居类似，用于产生热量和供暖的能源，占其总能耗的67%。通风和空调系统需要消耗电力。然而，在高能效的假想城市，这些系统不再是全天候满负荷运行，而是按需运行。在这里，配备了负责测量房间温度和空气质量的热传感器和二氧化碳传感器，以及用于判断房间里是否有人和需要多少新鲜空气的传感器。这些解决方案是西门子楼宇科技集团(SBT) 的专长，从医院、购物中心，到政府部门和学校，SBT 的节能专家都能找到其“能源漏洞”。通常，这种解决方案可以使许多建筑的能耗降低20% － 40%，而且不需要花大笔资金购置新的设施。

吝啬的电机。这座高能效的假想城市还堵上了其他的能源漏洞，如传动装置、传送带和泵等使用的电机。电机耗能量约占工业总能耗的70%。利用更高能效的智能电机，就可以节省大量能源。过去，几乎没有人知道工厂里的每一台机器各自要消耗多少电力。但西门子自动化与驱动集团开发了一款分析软件，可以向业主提供此类数据。该款软件通过分析工厂的生产过程，计算出每一台机器在什么时候消耗了多少能源，从而揭示潜在的优化空间，查清能源“耗子”。

当然，余热也得到了有效利用。针对玻璃、冶金、制药和水泥生产等将产生大量余热的行业，西门子工业系统及技术服务集团提供了一种完美的解决方案。这些解决方案的原理都一样。余热使液体变成蒸汽，蒸汽推动轮机，轮机再产生电力。

无疑，所有这些措施都要花钱。鉴于地方政府的预算一般都很紧张，能效保证合同是一个理想的解决方案。根据这种合同，西门子负责制定和部署新的解决方案，确保实现节能。地方政府则利用节能带来的经济效益，向西门子分期支付解决方案的费用。这种做法不会对地方政府造成经济压力，而且当十年合同期满后，客户将独享所有的节能收益。例如，在柏林，SBT 已经对11 家游泳馆进行了改造，更换了锅炉并安装了更高能效的余热回收利用装置和温水处理系统。此外，SBT 还将其使用的燃料从石油改为天然气。现在，这些公共游泳馆每年可节省163 万欧元的费用，相当于过去的能源费用的三分之一。对于原有的市政建筑，能效保证合同特别有效，通常可以将能耗减少一半。许多医院和大学也成功实施了能效保证项目。

控制能源消耗。这座假想城市也在能耗占交付能源28% 的第二大耗能大户——交通领域，采取了相关措施。就在不久前，仍有560 万辆乘用车穿梭在这座假想城市的街头，每年排放1,500 万吨二氧化碳。正因为如此，该市的居民开始使用四通八达的现代化公交网络，特别是在税收制度和各项费用加重了高排放车辆的费用之后。新的公共汽车和地铁非常舒适，发车频繁、行车准时，并且，得益于轻型材料和再生制动系统，能耗比上一代产品降低了30%。此外，人们驾驶的混合动力汽车可将制动能量储存在电池中，电池再驱动电机，从而节省了约20% 的燃料。通过将电子传动装置和电子制动装置直接集成到每个车轮上，还可以节省更多能源。与此同时，通过互联网获取的信息和高效的交通引导系统有助于防止交通堵塞，方便停车。

绿色能源生产。如果没有减少耗电量，我们的城市也当不了能效冠军。虽然电力仅占德国消耗的能源供应总量的22%，但实际情况没这么简单。要知道，电力首先是在燃气发电厂、燃煤发电厂或核电站生产出来的，在发电过程中，将损耗50% 至65% 的能源。换句话说，在德国，有40% 的初级能源是用于发电。但能效冠*不了这么多，它采用了像联合循环发电装置这样的设施，更高效地利用初级能源。目前，采用燃气发电的联合循环发电装置已经可以实现58% 以上的发电效率。能效冠军城市还充分利用了各种热能，将燃料转换率提高至80% 以上。此外，他们还通过管道，将发电过程中产生的蒸汽和热量输送给附近的工厂和公寓。

在Irsching 镇，西门子正在为E.ON 电力公司建设一座570 兆瓦的联合循环发电厂，这个项目表明，60% 以上的发电效率很快将成为行业标准。这座发电厂的核心是西门子在柏林制造的一台长13 米的燃气轮机。它重达444 吨，相当于六台柴油机车的总重量，但发电量却是这些柴油机车的100 倍。实际上，该发电厂可以向像汉堡这样的城市提供375兆瓦的电力，满足其居民的用电需求。据预测，这座发电厂将在10 年内，达到63% 的发电效率。想想看，如果将全世界所有的燃煤发电装置更换成最先进的联合循环发电装置，每年就能减少排放40 多亿吨二氧化碳，多么惊人！

可再生能源也有助于我们的假想城市减少二氧化碳排放。例如，几乎所有的公共和私有建筑的屋顶都安装了太阳能电池。风力发电厂、太阳能热电厂和地热发电站以及生物质发电厂也可以提供电力，而且大部分生活垃圾都可以被转换成发电燃料。

家庭节能。高能效假想城市的居民也为节能做出了贡献。冰箱、冰柜、烤箱、洗衣机和洗碗机消耗的电力，几乎占家庭用电的一半。从1990 年到现在，这些家用电器的耗电量已经降低了30% 至75%，因此，购买新家电是最明智的投资。伍珀塔尔(Wuppertal) 气候、环境和能源研究所预计，在德国全国范围内更换旧家电，可将每年的耗电量减少79 亿瓦或28.4 PJ，这相当于近500 万人的年均耗电量。

这座高能效假想城市的照明系统也进行了全面改造。在德国，超过10% 的电能用于照明，在全球，这个比例达到近19%。按目前的全球能源结构计算，这相当于每年排放20 亿吨二氧化碳，也等于7亿辆乘用车的排放。照明系统的节能空间巨大，并且易于实现，因为节能灯泡的耗电量最多可比常规灯泡低80%。LED 灯泡则更胜一筹，其工作寿命比白炽灯长50 倍左右。

至今仍有许多生产工厂在使用数千只日光灯，节能空间巨大。技术尖端的镜面格栅灯、电子镇流器和可以自动调节为自然光的调光器，最多可以将照明相关电力消耗减少80%。

归功于住宅、建筑、工业、交通和发电厂等领域采用的多种先进技术实现的节能，一座高能效的城市可以将初级能源消耗和二氧化碳排放减少50%。对一座假想城市的分析清楚地表明，现在已有多种可以大幅降低能源消耗的解决方案。换句话说，我们无需开发这些解决方案，只要尽快使用它们就可以了