機遇與挑戰(zhàn)：
- 京都議定書約束各簽約國政府設定了發(fā)展可持續(xù)能源的目標
- 以目前的技術來看，太陽能電池所采集到的能量實際上是相當少
相關數(shù)據(jù)：
- 歐洲計劃到2011年，可再生能源的發(fā)電量所占的比例至少要達到3.5%
- 德國政府希望將可再生能源的發(fā)電量所占的比例在2020年提高到20%
全球的絕大部分國家都已經(jīng)簽署了京都議定書，其成功之處在于各簽約國政府設定了發(fā)展可持續(xù)能源的目標，并向著這一目標在努力，如歐洲計劃到2011年，可再生能源的發(fā)電量所占的比例至少要達到3.5%，德國政府希望將這個比例在2020年提高到20%。實際上，達到這些目標需要綜合使用幾種技術，主要是水能、太陽能和風能。水能的開發(fā)和利用由來已久，其提升的空間已經(jīng)不大，因此成功實現(xiàn)京都議定書目標的重任落在了太陽能和風能上。
以目前的技術來看，太陽能電池所采集到的能量實際上是相當少的，如一塊太陽能電池產(chǎn)生的電壓只有1.6電子伏特。因此，風能更受到各國的親睞：截至2007年，全球有26個國家已經(jīng)在海岸和內(nèi)陸的風場安裝了風力發(fā)電裝置，所采集的能量可以為數(shù)千戶家庭提供照明用電。在這些國家中，中國的風力發(fā)電機數(shù)量排在前5位，并計劃將風力發(fā)電的裝機容量在2020年提高到100000MW，這差不多等于目前全球風場的總裝機容量。而其他國家也正計劃在同樣的時間內(nèi)，大大增加風力發(fā)電的裝機容量。
目前各國政府鼓勵風能發(fā)電的重要措施是推動家庭或商業(yè)用戶安裝風機，將他們變?yōu)?ldquo;微型發(fā)電機” ，他們可以將未用的電能反饋進電網(wǎng)，換取當?shù)仉娏镜碾娰M減免。風能在給人們帶來清潔、可持續(xù)的能源的同時，也提出了很多新的挑戰(zhàn)，如要在無法控制的自然條件下生產(chǎn)出高質(zhì)量的電能、如何利用有限的風能產(chǎn)生更多的電能、實用級風場的地理位置決定了對風力發(fā)電機組可靠性的苛刻要求、綠色能源的特性所要求的環(huán)境友好的系統(tǒng)特性等等。
為保證利用風力所產(chǎn)生的電能可被終端用戶直接使用或是輸送到電網(wǎng)里去、具有適當質(zhì)量的穩(wěn)壓輸出。風能市場的用戶使用了各種各樣的技術來提升這種相對噪聲很多的電源信號。許多電子逆變器系統(tǒng)使用帶有鋁電解電容器的直流母線(DC link)來平滑變頻器的DC-link電壓。鍍金屬聚丙烯薄膜電容器也適用于這種應用，可以做為替代產(chǎn)品來使用。
用于平滑DC link電壓的電容器的電壓等級一般都很高，帶有螺絲端子，一般組裝成電容器組的形式。這些電容器具有高紋波電流，以便承受負載的改變，以及施加到DC link整流輸入上的電流瞬變，使器件能夠長期可靠地工作。
對于實用級的風力發(fā)電機和其他可能接入電網(wǎng)的裝置，法律要求必須提供功率因數(shù)校正(PFC)功能，這對保持傳輸網(wǎng)的效率和防止損害電網(wǎng)中的其他設備是是非必要的。由于具有低損耗和高電流密度，采用鍍金屬聚合物薄膜技術的AC大電流功率電容器最適合功率因數(shù)校正。電機轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的原始交流電本來就是變化的，這意味著風力發(fā)電機需要很大的電容器組，在管理系統(tǒng)的控制下，電容器組逐級地切入和切出電路。管理系統(tǒng)會不斷監(jiān)控實際的功率因數(shù)，使之向目標值靠近。
為了進一步提高系統(tǒng)的整體效率，目前PFC電容器陣列正傾向于使用涌入斜坡前置電阻進行保護，前置電阻只在切換電容器時投入電路，節(jié)約了以往由于線圈所造成的電流損耗。
大型風場的風力比較穩(wěn)定和可靠，但這些實用級風場絕大部分都在人煙稀少的地區(qū)，因此對風力發(fā)電機的基本要求包括高可靠性和可用性，以及長維護間隔。這一點對想要保證持續(xù)穩(wěn)定的電力供應和盈利的電力公司非常重要。這一要求也被傳遞到了設備制造商，電容器制造商更是設備質(zhì)量的重要保證。
電容器制造商特別重視長壽命和故障保護操作這些極端要求，特別是當電容器用在風力發(fā)電裝置中時。多年以來，全相過壓拉斷熔斷器系統(tǒng)在許多應用里都表現(xiàn)出了良好的性能：當器件內(nèi)部壓力達到門限值后，過壓會使器件的表皮膨脹，膨脹超過一定限度就會觸發(fā)內(nèi)部熔斷器拉斷并切斷電容器電極，進而把電容器的電極從電源斷開，因此不會產(chǎn)生有害的電弧。
線圈的堆迭式裝配能夠保證繞組單元的相鄰接觸區(qū)連到同一個線路接線端上，可以防止接線端之間的高能短路風險，還能確保每個繞組單元與接線端的焊接處有相同的接觸面積，使器件的動作整齊一致，實現(xiàn)最佳的效率。
為滿足系統(tǒng)對更高可靠性和長壽命的要求，電容器制造商非常注重提高冷卻效率。這一點可以從用于可再生能源轉(zhuǎn)換的電容器采用的新外形上看出來，新設計的外形強調(diào)優(yōu)化表面積與器件總體積的比例。與電容量相當?shù)膫鹘y(tǒng)電容器相比，采用84mm等直徑尺寸的細圓柱型外殼可確保高導熱能力，降低繞組單元的內(nèi)部溫度，延長在高負載情況下電容器的預期壽命。經(jīng)過優(yōu)化的聚丙烯薄膜電容器的典型預期壽命超過了150,000小時；如果外殼的最高溫度保持在65℃以下，直徑84mm的最新器件可承受每單位最高50A的過流。
作為制作綠色能源的設備，其最基本的前提是它要對環(huán)境友好。因此制造商特別注意為電容器填充合適的混合物。目前的干式電容器和油浸電容器都是可以選擇的：干式電容器中的惰性氣體本身對環(huán)境是無害的；油浸電容器可能會更合適，其所填充的可生物降解植物基油的導熱率比惰性氣體大約高7倍，而且即便意外泄露時也不會對環(huán)境造成破壞。
結(jié)論
風能已經(jīng)在全世界很多國家的能源戰(zhàn)略中占有了一席之地，而且更多的分布式能源基礎設施在個人用戶當中流行開來。既要考慮到政府/電力公司的大項目與消費者的微型發(fā)電機并存的狀況，還要顧及企業(yè)對價格的承受能力，因此需要制造商提供高質(zhì)量、高效率、價格敏感、可靠，而且制造商會長期持久投資的設備。這種需求不單針對風力發(fā)電機本身，也包括功率轉(zhuǎn)換和控制單元。
在這些控制單元中，電容器在調(diào)節(jié)和管理渦輪驅(qū)動發(fā)電機產(chǎn)生的電力方面發(fā)揮著關鍵作用。Vishay作為全球最大的電容器設計、生產(chǎn)廠商之一，正在與業(yè)內(nèi)同仁一起攜手推出不僅滿足應用和環(huán)保提出的特殊要求，而且更具有明顯超出標準器件的性能、可靠性和耐用性的高性價比器件。
