電力電子變流裝置的能量回收期教學(xué)探討

楊云虎?費(fèi)湘

摘要：電力電子變流裝置的能量回收期是一個(gè)全新的概念，在相關(guān)資料中很難查到對(duì)此概念的全面透徹的解釋。在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，許多學(xué)生難以理解此概念。通過(guò)對(duì)比和舉例深入淺出地講解了電力電子變流裝置的能量回收期概念，教學(xué)實(shí)踐表明，所提出的方法不但拓寬了學(xué)生知識(shí)面、加深了學(xué)生對(duì)相關(guān)概念的理解，而且取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：電力電子變流裝置；可再生能源；能量回收期；內(nèi)含能量

作者簡(jiǎn)介：楊云虎（1973-），男，安徽蚌埠人，安徽工業(yè)大學(xué)電氣信息學(xué)院，講師；費(fèi)湘（1979-），女，安徽蚌埠人，安徽工業(yè)大學(xué)研究生學(xué)院。（安徽 馬鞍山 243032）

中圖分類號(hào)：TM60 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）05-0204-02

隨著人類對(duì)能源需求的穩(wěn)步增長(zhǎng)以及化石能源儲(chǔ)備逐漸的減少，人們逐漸意識(shí)到節(jié)約能源和提高能源變換效率的重要性。[1]目前，節(jié)約能源和提高能源轉(zhuǎn)換效率已成為全人類的公共課題。綠色能源具有無(wú)污染性、可再生性等特點(diǎn)，因此，可再生能源發(fā)電單元的建設(shè)得到了快速的發(fā)展。[2]作為電力網(wǎng)的主要接口裝置，電力電子變流器是一種電能處理和利用的變換裝置，其在節(jié)約能源和提高能源變換效率上扮演著重要角色。[3]電力電子變流裝置的能量回收期是評(píng)價(jià)和量化電力電子變流裝置對(duì)可再生能源系統(tǒng)貢獻(xiàn)的一個(gè)重要指標(biāo)。本文試對(duì)電力電子變流裝置的能量回收期作詳細(xì)的闡述。

一、可再生能源系統(tǒng)的能量回收期

1.能量回收期（Energy Payback Time，EPT）

一個(gè)最重要且易理解的評(píng)價(jià)能源系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù)是能量回收期。其定義如下：一個(gè)能源生產(chǎn)系統(tǒng)或設(shè)備在幾年內(nèi)能產(chǎn)出與建造、安裝系統(tǒng)時(shí)所消耗的等同能量。在實(shí)踐教學(xué)中，為了能讓學(xué)生對(duì)此概念理解透徹，筆者用一個(gè)類似的術(shù)語(yǔ)作比較，即經(jīng)濟(jì)學(xué)中的經(jīng)濟(jì)回收期概念，其定義就是一個(gè)經(jīng)濟(jì)體多久能收回投資成本。對(duì)照來(lái)說(shuō)，EPT可理解為能源生產(chǎn)系統(tǒng)或設(shè)備需要多久才能產(chǎn)出與能源系統(tǒng)在壽命周期內(nèi)所花費(fèi)的等同價(jià)值。

2.內(nèi)含能量或固化能量（Embodied Energy）

其定義是一個(gè)能源系統(tǒng)在制造、安裝、以及工作中所消耗的能量之和。

3.能源系統(tǒng)的輸出能量（Energy Deliver）

其定義是能源系統(tǒng)在壽命周期內(nèi)輸出的能量總和，通常以年輸出能量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

4.可再生能源系統(tǒng)的能量回收期

可再生能源系統(tǒng)的能量回收期的定義為需要多久能收回可再生能源系統(tǒng)的內(nèi)含能量。數(shù)學(xué)表示為：

由于系統(tǒng)能耗大為減少，節(jié)約的能量則遠(yuǎn)大于電力電子變流裝置的內(nèi)含能量。因此可再生能源系統(tǒng)的能量平衡周期將會(huì)縮短，并且在能源系統(tǒng)中節(jié)約的能量還能用于滿足其他電氣負(fù)載設(shè)備運(yùn)行。

四、結(jié)論

通過(guò)與經(jīng)濟(jì)回收期的對(duì)比，本文講解了能量回收期的概念；與生物系統(tǒng)能量平衡的對(duì)比，講解了可再生能源系統(tǒng)的能量平衡；以可再生能源的能量回收期為鋪墊，透徹講解了電力電子變流裝置的能量回收期。教學(xué)實(shí)踐表明，筆者所采取的教學(xué)方法不但拓寬了學(xué)生知識(shí)面，加深學(xué)生對(duì)相關(guān)概念的理解， 而且取得了良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]江澤民.對(duì)中國(guó)能源問(wèn)題的思考[N].新華網(wǎng)，2008-04-09.

[2]殷志強(qiáng)，孟憲淦.向太陽(yáng)索取-中國(guó)太陽(yáng)光，熱與光.電應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J].太陽(yáng)能學(xué)報(bào)，2003，24（5）：575-588.

[3]楊云虎.基于內(nèi)模原理的恒壓恒頻電力電子變流器優(yōu)化控制技術(shù)研究[D].南京：東南大學(xué)，2012.

（責(zé)任編輯：宋秀麗）