ABB Solid-State DC Circuit Breaker ข้อดี!

เรือพาณิชย์ที่ใช้ไฟฟ้าอย่างเต็มรูปแบบกำลังได้รับความนิยมมากขึ้น โดยระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นทางเลือกที่ถูกใจสำหรับการกระจายพลังงานบนเรือ เนื่องจากความสามารถในการจัดการกับการไหลของพลังงานสูงภายในพื้นที่จำกัดด้วยประสิทธิภาพระบบสูงและต้นทุนตลอดอายุการใช้งานที่ต่ำ

เรือพาณิชย์ที่ติดตั้งระบบกริดไฟฟ้ากระแสตรงบนเรือได้แสดงให้เห็นว่าสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดในด้านการใช้พลังงานพร้อมทั้งลดการปล่อยมลพิษ ซึ่งทำให้มีการประหยัดพลังงานและการลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานอย่างมากในแอปพลิเคชันทางทะเล ตั้งแต่เรือบรรทุกสินค้าไปจนถึงเรือสำราญ รูปที่ 1 แสดงตัวอย่างระบบการกระจายพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงสำหรับเรือพาณิชย์

ความต้องการพลังงานและสมรรถนะของระบบไฟฟ้ากระแสตรงขึ้นอยู่กับการป้องกันความผิดปกติที่รวดเร็วอย่างมากเพื่อให้มั่นใจในการเลือกป้องกัน ความทนทานสูง และการปรับโครงสร้างใหม่หลังจากเกิดเหตุการณ์ความผิดปกติ ในทางปฏิบัติ การป้องกันความผิดปกติและการแยกส่วนยังคงเป็นหนึ่งในความท้าทายหลักสำหรับระบบการกระจายพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงบนเรือ

เนื่องจากคุณสมบัติของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ วงจรเบรกเกอร์กระแสตรงแบบโซลิดสเตต (SS DCCBs) สามารถให้เวลาตอบสนองที่สั้นมากและหยุดกระแสอย่างรวดเร็ว—ถึง 1,000 เท่าเร็วกว่าวงจรเบรกเกอร์แบบแม่เหล็กไฟฟ้า ABB ได้พัฒนาวงจรเบรกเกอร์กระแสตรงแบบโซลิดสเตตที่มีการสูญเสียจากการนำไฟฟ้าน้อยมาก ความหนาแน่นพลังงานสูง และเวลาตอบสนองที่เร็วมาก สามารถตอบสนองความต้องการในการป้องกันที่เข้มงวดของระบบการกระจายพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงบนเรือ

โซลูชันนี้อาศัยการเชื่อมต่อแบบขนานของ RB-IGCTs แบบ Si ซึ่งเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ปรับแต่งมาเพื่อลดการสูญเสีย พัฒนาโดย Corporate Research ใน Lenzburg และ ABB Semiconductors พร้อมกับ MOVs ที่ได้รับการปรับแต่ง RB-IGCT นั้นเร็วถึง 1,000 เท่าเมื่อเทียบกับตัวติดต่อแบบแม่เหล็กไฟฟ้าใด ๆ และได้รับการปรับแต่งเพื่อลดการสูญเสียจากการนำไฟฟ้า MOVs ที่ได้รับการปรับแต่งสามารถกระจายพลังงานเหนี่ยวนำระบบสูงและช่วยให้สามารถหยุดกระแสอย่างรวดเร็วและการแยกส่วนได้

วงจรเบรกเกอร์กระแสตรงแบบโซลิดสเตตที่รองรับกระแสสูงนำมาซึ่งการป้องกันระบบที่ปฏิวัติการให้ปลอดภัย ไม่มีอาร์กไฟฟ้า และมีประสิทธิภาพสำหรับระบบไฟฟ้ากระแสตรง แพลตฟอร์มที่พัฒนาขึ้นมุ่งเป้าหมายไปที่แรงดันระบบสูงสุดถึง 1,000 Vdc ด้วยกระแสกำหนดตั้งแต่ 1,000 A ถึง 5,000 A เทคโนโลยีนี้สามารถให้ประสิทธิภาพสูงสุดถึง 99.8% เมื่อเทียบกับ 99.5% สำหรับโซลูชันที่ใช้ Si IGBTs วงจรเบรกเกอร์แบบโซลิดสเตตสามารถใช้น้ำเย็นเพื่อให้ได้ความหนาแน่นพลังงานสูงสุดหรือใช้การทำความเย็นสองเฟสขั้นสูงซึ่งทำให้การทำความเย็นด้วยอากาศง่ายขึ้นในขณะที่ให้ประสิทธิภาพใกล้เคียงกับการทำความเย็นด้วยของเหลว ทำให้ค่าติดตั้งและการบำรุงรักษาต่ำลงและอายุการใช้งานทรัพย์สินยาวนานขึ้น

การสูญเสียพลังงานของมันน้อยกว่า 70% เมื่อเทียบกับโซลูชันที่คล้ายคลึงกัน ภายในสิบปี สามารถประหยัดได้ถึง $200,000 สำหรับเรือข้ามฟากและถึง $1 ล้านสำหรับเรือสำราญ วงจรเบรกเกอร์ใหม่ยังสามารถใช้ในแอปพลิเคชันอื่น ๆ อีกมากมาย เช่น ระบบเก็บพลังงานแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้า ศูนย์ข้อมูล และโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า ที่จริงแล้ว ABB ได้รับทุนโครงการจากกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ เพื่อพัฒนาวงจรเบรกเกอร์กระแสตรงสำหรับแอปพลิเคชันการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า วงจรเบรกเกอร์แบบโซลิดสเตตจะทำให้ระบบการกระจายพลังงานมีความน่าเชื่อถือและมีประสิทธิภาพมากขึ้น ลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา และในขณะเดียวกันก็ตอบสนองความต้องการในการทนทานของระบบไฟฟ้ารุ่นต่อไป