Vantagens do Disjuntor CC de Estado Sólido ABB!

Embarcações comerciais totalmente elétricas estão se tornando cada vez mais populares, com os sistemas de energia DC sendo a escolha preferida para a distribuição de energia a bordo, devido à sua capacidade de lidar com altos fluxos de energia em espaços limitados, com maior eficiência do sistema e menores custos de ciclo de vida.

Embarcações comerciais equipadas com redes DC a bordo têm demonstrado ser capazes de operar com máxima eficiência energética, minimizando as emissões. Isso resulta em significativas economias de energia e redução de custos operacionais em aplicações marítimas, desde navios de carga até navios de cruzeiro. A Figura 1 ilustra um exemplo de um sistema de distribuição de energia DC para embarcações comerciais.

Os requisitos de fornecimento de energia e o desempenho dos sistemas DC dependem de proteção contra falhas extremamente rápida para garantir a seletividade da proteção, alta sobrevivência e reconfigurabilidade após um evento de falha. Na prática, a proteção contra falhas e isolamento permanecem entre os principais desafios para os sistemas de distribuição de energia DC a bordo de navios.

Devido às características dos dispositivos semicondutores de potência, os disjuntores de circuito DC sólidos (SS DCCBs) podem fornecer tempos de resposta extremamente curtos e interrupção rápida de corrente - até 1.000 vezes mais rápido que os disjuntores eletromecânicos. A ABB desenvolveu um disjuntor de circuito DC sólido com perdas de condução extremamente baixas, alta densidade de potência e tempo de resposta ultra-rápido, capaz de atender aos exigentes requisitos de proteção dos sistemas de distribuição de energia DC marítimos.

Esta solução é baseada na conexão paralela de IGCTs reversíveis de Si (RB-IGCTs), um dispositivo semicondutor personalizado otimizado para baixas perdas, desenvolvido pela Pesquisa Corporativa em Lenzburg e ABB Semiconductors, juntamente com varistores metálicos-óxidos (MOVs) otimizados. O RB-IGCT é 1.000 vezes mais rápido que qualquer contato eletromecânico e otimizado para baixas perdas de condução. Os MOVs otimizados podem dissipar alta energia indutiva do sistema e permitir interrupção e isolamento rápidos de corrente.

Disjuntores de circuito DC sólidos de alta corrente trazem proteção revolucionária para sistemas DC seguros, sem arcos e eficientes. A plataforma desenvolvida visa tensões de sistema de até 1.000 Vdc, com correntes nominais variando de 1.000 A a 5.000 A. A tecnologia atinge uma eficiência de até 99,8%, comparada a 99,5% para soluções baseadas em IGBTs de Si. Os disjuntores sólidos podem ser resfriados a água para máxima densidade de potência ou usar resfriamento avançado de duas fases, que simplifica o resfriamento por ar, mantendo um desempenho próximo ao do resfriamento líquido, garantindo custos de instalação e manutenção mais baixos e maior vida útil do ativo.

Suas perdas de potência são 70% menores do que as de soluções similares. Em dez anos, pode economizar até $200.000 em ferry boats e até $1 milhão em navios de cruzeiro. O novo disjuntor de circuito também pode ser usado em muitas outras aplicações, como sistemas de armazenamento de energia em baterias conectados à rede, centros de dados e infraestruturas de carregamento de veículos elétricos. De fato, a ABB ganhou financiamento de projeto do Departamento de Energia dos EUA para desenvolver disjuntores de circuito DC para aplicações de carregamento de veículos elétricos. Disjuntores de circuito sólidos tornarão os sistemas de distribuição de energia mais confiáveis e eficientes, reduzirão os custos de manutenção e, ao mesmo tempo, atenderão aos requisitos de durabilidade da próxima geração de redes de energia.