Avantatges del disjuntor de corrent contínua de curs estat sòlid d'ABB!

Els vaixells comercials totalment elèctrics estan guanyant cada cop més popularitat, amb els sistemes de potència en corrent contínua (CC) sent la opció preferida per a la distribució de potència a bord degut a la seva capacitat per gestionar fluxos de potència alts en espais limitats, amb una major eficiència del sistema i costos de cicle de vida més baixos.

S'ha demostrat que els vaixells comercials dotats de xarxes CC a bord són capaços d'operar amb un rendiment energètic màxim mentre minimitzen les emissions. Això resulta en una considerable economia de potència i uns costos operatius reduïts en aplicacions marítimes, des de vaixells de càrrega fins a pailebots de crucer. La Figura 1 il·lustra un exemple d'un sistema de distribució de potència CC per a vaixells comercials.

Els requisits de subministrament de potència i el rendiment dels sistemes CC depenen d'una protecció ràpida contra faults per assegurar selectivitat, alta supervivència i reconfigurabilitat després d'un esdeveniment de fault. En la pràctica, la protecció i l'aïllament de faults segueixen sent entre els reptes clau per als sistemes de distribució de CC a bord de vaixells.

Gràcies a les característiques dels dispositius semiconductors de potència, els interruptors de circuit en corrent contínua (CC) de estado sòlid (SS DCCBs) poden proporcionar temps de resposta extremadament curts i interrupció ràpida de la corrent—fins a 1.000 vegades més ràpid que els interruptors electromecànics. ABB ha desenvolupat un interruptor de circuit CC de estado sòlid amb pèrdues de conducció extremadament baixes, densitat de potència alta i temps de resposta ultra-ràpid, capaç de complir amb les exigents necessitats de protecció dels sistemes de distribució de potència CC marítims.

Aquesta solució es basa en una connexió paral·lela de RB-IGCTs de Si (RB-IGCTs), un dispositiu semiconductor personalitzat optimitzat per a pèrdues baixes, desenvolupat pel Departament de Recerca Corporativa a Lenzburg i ABB Semiconductors, juntament amb varistors metàl·lics òxids (MOVs) optimitzats. El RB-IGCT és 1.000 vegades més ràpid que qualsevol contacte electromecànic i està optimitzat per a pèrdues de conducció baixes. Els MOVs optimitzats poden dissipar energia inductiva del sistema alta i permetre una interrupció ràpida de la corrent i aïllament.

Els interruptors de circuit CC de estado sòlid d'alta corrent porten una protecció revolucionària a sistemes CC segurs, sense arc voltaic, i eficients. La plataforma desenvolupada té com a objectiu tensions de sistema fins a 1.000 Vdc, amb corrents nominals que van des de 1.000 A fins a 5.000 A. La tecnologia assolix una eficiència de fins a un 99,8%, en comparació amb un 99,5% per a les solucions basades en Si IGBT. Els interruptors de estado sòlid poden ser refrigerats per aigua per a una densitat de potència màxima o utilitzar un refredament de dos fases avançat, que simplifica el refredament per aire mentre ofereix un rendiment proper al refredament líquid, assegurant costos d'instal·lació i manteniment més baixos i una vida útil de l'actiu més llarga.

Les seves pèrdues de potència són un 70% més baixes que les de solucions similars. En deu anys, pot estalviar fins a 200.000 dòlars en ferries i fins a 1 milioni de dòlars en pailebots de crucer. El nou interruptor de circuit també es pot utilitzar en moltes altres aplicacions, com ara sistemes d'emmagatzematge d'energia de bateria connectats a la xarxa, centres de dades i infraestructures de càrrega de vehicles elèctrics. De fet, ABB ha guanyat finançament de projecte del Departament d'Energia dels Estats Units per desenvolupar interruptors de circuit CC per a aplicacions de càrrega de vehicles elèctrics. Els interruptors de circuit de estado sòlid faran que els sistemes de distribució de potència siguin més fiables i eficients, reduint els costos de manteniment i, alhora, complint amb els requisits de durabilitat de la xarxa de potència de la generació vinent.