Электрические сети трещины, но спасение в тиристоре. Был найден способ обуздания течения будущего
DC растет в городах. И инженеры только что открыли ему дверь без искры и дыма.
Электрическая сеть США подвергается новому давлению: увеличение спроса на электроэнергию, расширение центров обработки данных и возобновляемые источники энергии критически нагружает инфраструктуру старения. На этом фоне предложения о переходе в DC (DC), который работает лучше, чем AC (AC), увеличиваются, особенно в применении солнечной энергии и энергии ветра и суперкомпьютеров. Тем не менее, основным техническим препятствием является неспособность традиционных автоматических выключателей работать в условиях прямых тока. Инженеры из национального лабораторного хребта Оук (ORNL) предложили технологию, которая может справиться с этим ограничением и модернизировать энергию без дорогой модернизации.
Новое решение основано на полупроводниковых компонентах и предназначено для диапазона среднего напряжения, что особенно важно для энергетических отраслей. Основным преимуществом перед механикой является скорость. В системах постоянного тока нет, и поэтому классические переключатели не могут прервать цепь вовремя. Это приводит к накоплению тепла и повышению риска пожара. Полупроводники, с другой стороны, действуют почти мгновенно и надежно.
Менеджер проекта Прасад Кандулла и его команда решают использовать давно известный, но редко используемый элемент — ТиристорS Этот дешевый полупроводник не может самостоятельно исключить ток, поэтому инженеры применяют внешнюю схему, которая искусственно снижается до нуля в нужное время. Спасибо этому подходу Прототип закрывает электроэнергию в 1400 вольт менее чем за 50 микросекунд-6-6 раз быстрее, чем предыдущие аналоги на той же элементарной основе.
В дополнение к высокой скорости, конструкция составляет масштаб. Комбинирование нескольких модулей позволяет достичь равномерного распределения напряжения и одновременно применяя в случае аварии. Устройство было успешно протестировано в 1800 вольт, и следующая цель — достичь 10 000S Это чрезвычайно важная стадия: до сих пор ни один коммерческий выключатель цепи не способен безопасно отключить постоянный ток с напряжением более 2000 вольт, и многие из них не могут справиться даже с половиной этой нагрузки. Таким образом, развитие Ornl открывается в принципе новых возможностей.
На фоне массового перехода предприятий — от центров обработки обработки обработки данных к фишковым фабрикам — до источника питания DC, эти технологии начинают становиться незаменимыми. Постоянный ток обеспечивает более высокую эффективность, так как необходимость преобразования устранена, потери переноса на большие расстояния уменьшаются, и его легче контролировать. Он также поддерживает двухэтажный энергетический поток, который особенно важен для интеллектуальных сетей и распределенного производства. Но без надежного переключения вся эта архитектура невозможна.
Кроме того, полупроводниковые схемы избегают другой уязвимости механических решений — Формирование электрической дугиS в традиционных автоматических выключателях, отключение постоянного тока приводит к разряду, который разрушает контакты и потенциально опасно. Тиристоры не имеют такого эффекта: отключение без открытого контакта и с минимальной задержкой. По словам Канарда, именно отсутствие «нулевого тока» делает работу с постоянным исключением инженерного вызова, но с правильным подходом он находит совершенно новые горизонты: »Когда ток не проходит через ноль, механика просто не можетПолем «
Проект является частью большой программы Ornl по созданию модульного оборудования для будущей национальной энергетической сети США. Он предназначен для транспортной, промышленной и компьютерной инфраструктуры. Исследование поддерживается Министерством энергетики США и проводится с участием инженеров Марсио Кимпара и Эльви Андраде. Лаборатория управляется Ut-Battelle от имени Управления научных программ агентства.
Если масштабировать и внедрить в отрасли, устройство может в основном изменить энергетическую архитектуру: США смогут обеспечить безопасный переключатель питания, переключаться на более эффективные сети и модернизировать энергетическую промышленность без необходимости заменить существующие сети автомобильных дорог.
