مزايا قاطع الدائرة المباشرة الثابت للحالة الصلبة من ABB!

السفن التجارية الكهربائية بالكامل تصبح شائعة بشكل متزايد، مع أنظمة الطاقة التيار المستمر كخيار مفضل لتوزيع الطاقة على متن السفينة نظرًا لقدرتها على التعامل مع تدفقات الطاقة العالية في مساحة محدودة بكفاءة نظام أعلى وتكاليف دورة حياة أقل.

لقد أثبتت السفن التجارية المجهزة بشبكات التيار المستمر على متنها أنها قادرة على العمل بكفاءة طاقة قصوى مع تقليل الانبعاثات. وهذا يؤدي إلى توفير كبير في الطاقة وتقليل تكاليف التشغيل عبر التطبيقات البحرية، من سفن الشحن إلى السفن السياحية. يوضح الشكل 1 مثالاً لنظام توزيع الطاقة التيار المستمر للسفن التجارية.

تعتمد متطلبات الإمداد بالطاقة والأداء لأنظمة التيار المستمر على حماية الأعطال بسرعة فائقة لضمان اختيارية الحماية والقدرة على البقاء والاستعادة بعد حدوث عطل. عمليًا، تظل حماية الأعطال والعزل من بين التحديات الرئيسية لأنظمة توزيع التيار المستمر على متن السفينة.

بسبب خصائص أجهزة الدوائر الإلكترونية، يمكن للمقاطع الكهربائية التيار المستمر ذات الحالة الصلبة (SS DCCBs) توفير أوقات استجابة قصيرة جدًا وانقطاع سريع للتيار - حتى 1,000 مرة أسرع من المقاطع الكهروميكانيكية. طورت ABB مقاطع كهربائية تيار مستمر ذات حالة صلبة تتميز بخسائر توصيل منخفضة جدًا وكثافة طاقة عالية وأوقات استجابة فائقة السرعة، وهي قادرة على تلبية متطلبات الحماية الصعبة لأنظمة توزيع الطاقة التيار المستمر البحرية.

تستند هذه الحلول على ربط موازٍ لـ Si Reverse-Blocking IGCTs (RB-IGCTs)، وهو جهاز شبه موصل مخصص مُحسّن للخسائر المنخفضة، تم تطويره بواسطة Corporate Research في Lenzburg وABB Semiconductors، بالإضافة إلى مثبطات الأكسيد المعدني المحسنة (MOVs). RB-IGCT أسرع بـ 1,000 مرة من أي جهة اتصال كهروميكانيكية ومُحسّن للخسائر المنخفضة. يمكن لمثبطات الأكسيد المعدني المحسنة أن تفرغ طاقة النظام القابلة للإندفاع وأن تسمح بانقطاع سريع للتيار والعزل.

توفر المقاطع الكهربائية التيار المستمر ذات التيار العالي حماية نظام ثورية لأنظمة التيار المستمر الآمنة وخالية من الشرارة وكفؤة. تستهدف المنصة المطورة الجهد النظامي حتى 1,000 Vdc، مع تراوح التيار المقنن من 1,000 A إلى 5,000 A. تحقق التكنولوجيا كفاءة تصل إلى 99.8٪، مقارنة بـ 99.5٪ لحلول Si IGBT. يمكن تبريد المقاطع الكهربائية ذات الحالة الصلبة بالماء لتحقيق كثافة طاقة قصوى أو استخدام التبريد ثنائي الطور المتقدم، مما يبسط التبريد الهوائي بينما يوفر أداءً قريبًا من التبريد السائل، مما يضمن تكاليف تركيب وصيانة أقل وحياة أطول للأصول.

خسارتها من الطاقة أقل بنسبة 70٪ مقارنة بالحلول المماثلة. خلال عشر سنوات، يمكن أن توفر ما يصل إلى 200,000 دولار على العبَّارات وما يصل إلى مليون دولار على السفن السياحية. يمكن أيضًا استخدام المقطع الكهربائي الجديد في العديد من التطبيقات الأخرى، مثل أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات المتصلة بالشبكة، ومراكز البيانات، وهياكل الشحن للسيارات الكهربائية. في الواقع، فازت ABB بتمويل مشروع من وزارة الطاقة الأمريكية لتطوير مقاطع كهربائية تيار مستمر لتطبيقات شحن السيارات الكهربائية. ستجعل المقاطع الكهربائية ذات الحالة الصلبة أنظمة توزيع الطاقة أكثر موثوقية وكفاءة، وتقلل من تكاليف الصيانة، وفي الوقت نفسه تلبي متطلبات المتانة للشبكة الكهربائية الجيل القادم.