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半导体制冷和直流供电技术在低碳经济中苏醒
2009年12月8日    

【产通社,12月8日】面对全球变暖的问题,以节能减碳为主题的绿色旋风正在全球飚升,这不仅吹开了大家的环保意识,也唤醒了沉睡多年的一些半导体技术,例如半导体制冷和直流供电技术。

其中,直流供电技术可追溯到19世纪80年代。当时,著名发明家爱迪生(Thomas Alva Edison)为了向白炽灯等供电,曾提出直流供电方式。但是,特斯拉(Nikola Tesla,其人名被用于磁通量密度单位)和美国西屋电气(Westinghouse Electric)提出的交流供电方案最终成为全球标准,主要理由是交流方式在长距离大规模送电时可轻松升降电压。然而,时光流转百年后,在短距离送电用途以及廉价使用高効DC-DC转换器成为现实的推动下,直流供电重新引起了人们的关注。

仔细观察了一下身边的电视、个人电脑、电话、打印机、手机、游戏机及便携音乐播放器,发现我们身边的电器其实都使用直流电工作,就连洗衣机、空调、荧光灯等产品也开始配备逆变器,这些产品也都是先将交流转换为直流,然后再调制为高频交流。但是,目前的交流供电系统在工作时先向各个设备供给交流电,然后再通过各个设备配备的AC适配器等AC-DC逆变器转换成直流电,转换效率大多只有80%左右,而且有的设备还会反复进行交流到直流、直流到交流的转换,其转换损失就更大。因此,如果将电网电力先用高效AC-DC逆变器统一转换成直流电,然后再向各个设备供电,可提高省电效果。

目前,日本企业导入直流供电系统的事例日益增多。比如,伊藤忠技术解决方案(CTC)2008年10月启动了采用直流供电的数据中心,并且有多家服务器厂商开始着手备齐支持直流供电的机型。NTT集团于2008年6月宣布,将调动整个集团的力量来推进直流供电的导入和普及。日立制作所及NEC也表示将建立采用直流供电的数据中心。

另一项日益受到关注的技术是半导体制冷,又称电子制冷,或者温差电制冷,这是与压缩式制冷和吸收式制冷并称为世界三大制冷技术。半导体制冷是从50年代发展起来的一门介于制冷技术和半导体技术边缘的学科,它利用特种半导体材料构成的P-N结,形成热电偶对,产生珀尔帖效应(Peltier Effect),即通过直流电制冷的一种新型制冷方法。

据新华网报道,深圳博利昌数控设备有限公司目前已经研制出一种不用制冷机、比现有压缩机空调节能20-40%的冷杉半导体节能环保空调,这是半导体制冷技术首次大规模应用于民用空调,博利昌公司也建成了世界第一条民用大功率半导体空调生产线,有望在2010年实现产业化生产并大规模投放市场,届时将成为中国空调行业未来的发展方向之一。(Lina WU,产通网行业观察员)

    
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