Πλεονεκτήματα του ABB Solid-State DC Circuit Breaker!

Πλήρως ηλεκτρικά εμπορικά πλοία γίνονται όλο και πιο δημοφιλή, με τα συστήματα DC να αποτελούν την προτιμώμενη επιλογή για την κατανομή ενέργειας επί του πλοίου, λόγω της ικανότητάς τους να αντιμετωπίζουν υψηλές ροές ενέργειας σε περιορισμένο χώρο, με υψηλότερη αποδοτικότητα του συστήματος και χαμηλότερα έξοδα βίου.

Τα εμπορικά πλοία εξοπλισμένα με πλέγματα DC έχουν αποδείξει ότι μπορούν να λειτουργούν με απόλυτη ενεργειακή αποδοτικότητα, ελαχιστοποιώντας τις εκπομπές. Αυτό οδηγεί σε σημαντικές εξοικονομήσεις ενέργειας και μειωμένα λειτουργικά έξοδα σε ναυτιλιακές εφαρμογές, από φορτηγά πλοία έως πλοία πλευρωμάτων. Η Σχήμα 1 παρουσιάζει ένα παράδειγμα συστήματος κατανομής ενέργειας DC για εμπορικά πλοία.

Οι απαιτήσεις εφοδιασμού ενέργειας και η απόδοση των συστημάτων DC εξαρτώνται από εξαιρετικά γρήγορη προστασία από σφάλματα, προκειμένου να εξασφαλίζεται η επιλεξιμότητα, υψηλή επιβιωσιμότητα και επαναδιάρθρωση μετά από συμβάν σφάλματος. Στην πράξη, η προστασία από σφάλματα και η απομόνωση παραμένουν μεταξύ των βασικών προκλήσεων για τα πλευρικά συστήματα κατανομής DC.

Λόγω των χαρακτηριστικών των συστημάτων ηλεκτρονικών συσκευών, τα στερεού καταστάματος DC κλειδωτά (SS DCCBs) μπορούν να παρέχουν εξαιρετικά μικρές χρονικές αποκρίσεις και γρήγορη διακοπή ροής ρεύματος—έως και 1.000 φορές γρηγορότερα από τα ηλεκτρομηχανικά κλειδώματα. Η ABB έχει αναπτύξει ένα στερεό κατάσταμα DC κλειδώματος με εξαιρετικά χαμηλές απώλειες συνεισφοράς, υψηλή πυκνότητα ενέργειας και υπερταχεία απόκριση, ικανό να πληροί τις απαιτήσεις προστασίας των ναυτιλιακών συστημάτων κατανομής DC.

Αυτή η λύση βασίζεται σε παράλληλη σύνδεση Si Reverse-Blocking IGCTs (RB-IGCTs), ένα προσαρμοσμένο σεμικονδυκτορικό σύστημα βελτισμένο για χαμηλές απώλειες, αναπτυγμένο από τη Corporate Research στο Lenzburg και την ABB Semiconductors, μαζί με βελτισμένα μεταλλικά-οξειδικά βαριστόρ (MOVs). Το RB-IGCT είναι 1.000 φορές γρηγορότερο από οποιοδήποτε ηλεκτρομηχανικό επαφή και βελτισμένο για χαμηλές απώλειες συνεισφοράς. Τα βελτισμένα MOVs μπορούν να διασπούν υψηλή συστημική ενδεικτική ενέργεια και να επιτρέπουν γρήγορη διακοπή ροής ρεύματος και απομόνωση.

Τα στερεού καταστάματος DC κλειδώματα υψηλής ροής ρεύματος φέρουν επαναστατική συστημική προστασία σε ασφαλή, χωρίς λαμπτήρια, και αποδοτικά συστήματα DC. Η αναπτυγμένη πλατφόρμα στοχεύει σε συστημικές τάσεις μέχρι 1.000 Vdc, με ροές ρεύματος από 1.000 A έως 5.000 A. Η τεχνολογία επιτυγχάνει απόδοση έως 99,8%, σε σύγκριση με 99,5% για λύσεις με βάση Si IGBT. Τα στερεού καταστάματος κλειδώματα μπορούν να ψυγματοδοτούνται με νερό για μέγιστη πυκνότητα ενέργειας ή να χρησιμοποιούν προηγμένη δίφασκο ψύξη, η οποία απλοποιεί την αερική ψύξη ενώ παρέχει απόδοση κοντά στη υγρή ψύξη, εξασφαλίζοντας χαμηλότερα έξοδα εγκατάστασης και συντήρησης και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής του αντικειμένου.

Η απώλεια ενέργειας είναι 70% χαμηλότερη από παρόμοιες λύσεις. Σε δέκα χρόνια, μπορεί να εξοικονομήσει έως 200.000 δολάρια σε πλοία-πέραν και έως 1 εκατομμύριο δολάρια σε πλοία πλευρωμάτων. Το νέο κλειδώμα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε πολλές άλλες εφαρμογές, όπως συστήματα αποθήκευσης ενέργειας σε συστήματα προσυνδεθέντα σε δίκτυο, κέντρα δεδομένων και υποδομές φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων. Στην πραγματικότητα, η ABB έχει κερδίσει χρηματοδότηση έργου από το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ για την ανάπτυξη κλειδωμάτων DC για εφαρμογές φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων. Τα στερεού καταστάματος κλειδώματα θα κάνουν τα συστήματα κατανομής ενέργειας πιο αξιόπιστα και αποδοτικά, μειώνοντας τα έξοδα συντήρησης, και ταυτόχρονα πληρούντας τις απαιτήσεις διάρκειας ζωής του επόμενου γενετήριου δικτύου ενέργειας.