从前的一年是技术和市场产生颠覆的一年，一连了近十年前起头的趋向。在险些不成抗拒的融合力量的推动下，GA黄金甲工具、车辆、服务和基础设施在集成越来越多的职能、通讯（有线和无线）以及智能。

电力和能源治理领域一向是这场势不成挡刷新风暴的高调同伴。从颠覆基础电源系统设计的新资料（如宽带隙电子器件），到新封装、无源设计、供电拓扑、代替电源技术以及先进能源存储，电力行业正经历一场底子性刷新，而影响社会的方方面面。

发电

代替能源领域的持续成长，造成电网整合问题和市场扰动。随着代替能源技术的成熟和美满，太阳能微风能在大量“侵入”电网？稍偕茉匆参缌こ探绱戳颂粽，由于必须亲昵治理和平衡太阳能微风能的储能和发电，其能力正常运行和靠得住工作。

在传统太阳能电池板领域，日本钟化公司创造了转换效能为26.63%的晶体硅太阳能电池。这款180cm2的演示品是一种异质结背接触晶体硅太阳能电池，它显示了将来的主流器件可扩大到多大水平。先进器件目前的太阳能转换效能在20%左右，在单晶硅电池达到理论上35%的最大转换效能之前还有肯定提升空间；褂衅渌商嵘恍艿奶艄獠杉街，固然目前它们在主流畅用中使用成本太高。

钻研人员致力于解决成本和造作问题，其中一种步骤——热光伏（TPV）在向贸易现实发展。通过将吸收体发射器（absorber-emitter）资料和光伏电池结合，TPV器件的工作温度可超过1000℃。发射器将吸收的热量开释为光子，而后由光伏电池拾取，产生电能。

为推动太阳能电池技术的发展，杜克大学的钻研人怨毓示了一种用于热能转换的电磁超资料，他们说这是第一种不含金属的资料。该资料的热不变性和转换机能有望为作为代替能源的太阳能技术注入新活力。

无金属的超资料电介质有一个遍布被调谐成可吸收太赫兹波的幼圆柱体的凹凸表表（图1）。杜克大学的团队使用掺硼硅在基片上造作出大幼不一的幼圆柱体，每个圆柱体都被以编程的方式调谐成可与太赫兹波相互作用。钻研人员通过适当调整幼圆柱，证实了这种资料可吸收1.011THz波97.5%的能量。演示品工作在可见光谱之表（当前的迭代版本在红表线以下），但该技术能够针对其它频率进行量身定造。若正确匹配相宜的光伏技术，该开发可能扭转太阳能利用的游戏规定。

配电

当然，能源的产生或采集只是第一步——必须把电能输送到必要的处所。微电网（microgrid）已经存在了一段功夫，但随着智能电网和代替能源技术的出现，加上最近大量的天然灾害和改善发展中国度人民生涯的整体致力，我们能够说2017年是微电网年。

这或许可说是今年最大的微电网新闻：Elon Musk的特斯拉成功兑现了建造Hornsdale储能系统的承诺。这是个巨大的电池农场，用于贮存左近离澳大利亚Jamestown不远的Hornsdale风电场的电能。面对传统行业的打压和代替能源的否决者，Musk去年9月掷地有声地说了句广为人知的话：他将在不到100天的功夫里建造这一100MW的储能设施，不然就将其免费送给澳大利亚。通过造订Musk的指标日期，特斯拉不仅证了然其主题技术的贸易可行性，并且证了然其交付能力。

在11月份颁发的两个微电网项目进一步批注，微电网是公用和市政领域可行的向上升迁的蹊径。一个项目是在南非的罗本岛成立一个ABB提供的基于太阳能的锂离子储能微电网系统，其功率超过650kW，存储容量超过800kWh。同时，Hannah Solar Government Services赢得了一项建造可再生能源微电网的合同，为位于北太平洋威克岛的美国空军基地服务。

储能

从热岩和压缩空气到超等电容器和回流电池，有好多步骤可存储能量。锂离子电池技术由因而幼我电子和电动车（EV）经过贸易验证的重要储能步骤，依然是当今的焦点。业界有各类改进或代替锂离子电池的伟大尝试，今年还颁布了一些有趣的突破。

高调的公开挑战者、电动汽车开发商Fisker申请了一个由团队发现的柔性固态电池技术专利，该团队蕴含固态电池的早期启发者Sakti3的结合首创人。该专利申请描述了利用新型资料和造作工艺来造作三维电极，据报路，其获得的表表积比目前使用的扁平元件所可能实现的高一个数量级（图3），并且可能实现较高的电导率。该电池技术有望以更低的成本提供传统产品两倍以上的能量密度。

印度报路了一个越发切实的突破，印度科学教育与钻研所的钻研人员合成了一种直接解决速度和充电周期能力问题的阳极资料。多层阳极拥有优化的孔隙以允许锂离子流过层状纳米片，使放电变得容易。钻研人员说，这种电池在测试中经过了1000次循环充放电后，容量依然是传统石墨阳极的两倍。

草创公司SolidEnergy Systems也在致力改进阳极。其电芯选取了超薄的金属锂片作为阳极，以及专有的电解液和新鲜的电芯设计，而以1200Wh/L的尺寸实现400至500Wh/kg的宣称容量。该公司打算在2020年颁布其电动汽车用阿波罗电池。

在这些新技术中，最有形的事俘是，东芝已经使用SCiB技术来构建电池，它比传统产品更安全、更靠得住、寿命更长（图4）。凭据东芝的说法，使用基于锂钛氧化物阳极，SCiB能够预防与磨损有关的短路所导致的热失控，并且能够运行超过15,000次循环充放电。该技术处置大电流的能力不仅对储能量有效，并且还能够使电池从电气测试系统或造动列车和汽车等起源网络再生能量。

最近的有关阳极的新闻是俄罗斯西伯利亚联国大学、克拉斯诺亚尔斯克钻研中心和国立科学技术大学的钻研人员在使用石墨烯和二硫化钒作为阳极。钻研人员暗示，这种步骤增长了单元容量，由于锂离子不仅像在通例电池中那样被约束在表表，并且也被夹在石墨烯和二硫化钒的资料层之间。该钻研幼组估计，单元容量有望达到569mAh/g，险些是石墨的两倍。该步骤还拥有高的充放电速度和耐用性。

代替能源技术

一种有前途的新型钠基电池技术今年备受关注。只管钠离子电池的能量密度不如锂离子电池高，但钠离子技术有望更安全、更不变、成本更低，并且对环境敦睦得多。

在扭转电池行业的致力中，斯坦福大学的钻研人员颁发，他们创造了一种能够媲美锂离子电池的钠离子设计，但一样容量的钠电池的成本预计还不到锂电池成本的四分之一。该步骤将钠与常见的工业有机资料肌醇结合以造作与磷阳极配对的阴极。进一步，该团队将解决能源密度问题，优化磷阳极。

一段功夫以来，超等电容器一向被吹牛为电池的颠覆者，但成本一向是其被推迟选取的重要成分。为加快这一措施，澳大利亚斯威本科技大学微光子中心的钻研人员颁布了他们针对闪电储能技术（Bolt Electricity Storage Technology，BEST）电池的设计。它不是真正的电池，而是使用氧化石墨烯的超等电容器，预计该器件比传统规划便宜，这为超等电容器在各类利用中取代电池打开了大门（图5）。最近，斯威本大学的钻研人员获得了345万美元资金，作为澳大利亚当局委托的合作钻研中心项主张一部门。

智能变压器

新的无源技术的开发并不是每天都产生。最近的一种真正的新型无源技术是忆阻器，这是款全新器件，我们不会很快看到类似器材。然而，更好和更新的无源拓扑注定能并且的确出现了，智能变压器就是其中之一。

作为固态变压器逻辑上的延长，智能变压器参与了电路并增长了职能。经过持久酝酿，以及Legend Power等公司的致力，这项技术今年或已成熟——Legend Power的产品现实上是一种新鲜的电源转换器，它是一种高效自耦变压器和节造器（图6 ）。与传统变压器相比，智能变压器能够实时监测和调整整个系统的输入电压。

文章起源:eMedia Asia Ltd.