ABB Katı Halli DC Anahtarı Avantajları!

Tamamen elektrikli ticari gemiler giderek daha popüler hale geliyor. Sınırlı alanda yüksek güç akışlarını daha yüksek sistem verimliliği ve düşük yaşam döngüsü maliyetleriyle yönetebilmeleri nedeniyle, DC güç sistemleri gemi üzerindeki güç dağıtım için tercih edilen seçenek haline gelmiştir.

Geminin üzerinde DC şebekeleri bulunan ticari gemiler, enerji verimliliğinin zirvesinde çalışırken emisyonları en aza indirebilecek kapasitede kanıtlanmıştır. Bu, yük gemilerinden kruvaz gemilerine kadar deniz uygulamalarında önemli güç tasarrufu ve işletme maliyetlerinde azalma anlamına gelir. Şekil 1, ticari gemiler için bir DC güç dağıtım sistemi örneğini göstermektedir.

DC sistemlerin güç sağlama gereksinimleri ve performansı, koruma seçiciliğini sağlamak, yüksek hayatta kalabilirlik ve bir arızadan sonra yeniden yapılandırılabilirliği sağlamak için çok hızlı arıza korumasına bağlıdır. Pratikte, arıza koruması ve izolasyon, gemi üzerindeki DC dağıtım sistemleri için anahtar zorluklar arasında yer almaktadır.

Güç yarı iletken cihazlarının özellikleri nedeniyle, katı hal DC devre kesicileri (SS DCCBs) çok kısa tepki süreleri ve hızlı akım kesintisi sağlayabilir—elektromekanik devre kesicilere kıyasla 1.000 kat daha hızlı olabilir. ABB, denizcilik DC güç dağıtım sistemlerinin talepli koruma gereksinimlerini karşılayabilecek, son derece düşük iletim kayıpları, yüksek güç yoğunluğu ve ultra hızlı tepki süresi olan katı hal DC devre kesicisi geliştirmiştir.

Bu çözüm, Lenzburg'daki Kurumsal Araştırma ve ABB Yarı İletkenler tarafından geliştirilen, düşük kayıplar için optimize edilmiş özel bir yarı iletken cihazı olan Si Ters Bloklama IGCT'lerin (RB-IGCTs) paralel bağlantısı üzerine kurulmuştur, yanı sıra optimize edilmiş metal oksit varistörler (MOVs). RB-IGCT, herhangi bir elektromekanik kontakta göre 1.000 kat daha hızlıdır ve düşük iletim kayıpları için optimize edilmiştir. Optimize edilmiş MOV'ler, yüksek sistem endüktif enerjisinin dağılmasına yardımcı olur ve hızlı akım kesintisi ve izolasyonu sağlar.

Yüksek akım katı hal DC devre kesicileri, güvenli, arkasız ve etkili DC sistemlerine devrim niteliğinde bir sistem koruması getirir. Geliştirilen platform, 1.000 Vdc'ye kadar sistem gerilimlerine yönelik olup, 1.000 A'dan 5.000 A'ya kadar nominal akımlar aralığında hedeflenmiştir. Teknoloji, Si IGBT tabanlı çözümlerle karşılaştırıldığında %99,5'e karşılık %99,8 verimlilik elde eder. Katı hal devre kesicileri, maksimum güç yoğunluğu için su soğutmalı olabilir veya gelişmiş iki fazlı soğutmayı kullanabilir, bu da hava soğutmasını basitleştirirken sıvı soğutmanın performansına yakın bir performans sağlar, böylece daha düşük kurulum ve bakım maliyetleri ile daha uzun varlık ömrü sağlar.

Benzer çözümlere kıyasla gücün kaybı %70 daha düşüktür. On yıl içinde feribotlarda 200.000 $'a kadar, kruvaz gemilerinde 1 milyon $'a kadar tasarruf sağlayabilir. Yeni devre kesicisi, ayrıca ağ bağlantılı pil enerji depolama sistemleri, veri merkezleri ve elektrikli araç şarj altyapıları gibi birçok başka uygulamada kullanılabilir. Aslında, ABB, elektrikli araç şarj uygulamaları için DC devre kesicileri geliştirmek üzere ABD Enerji Bakanlığı'ndan proje fonlaması kazanmıştır. Katı hal devre kesicileri, güç dağıtım sistemlerini daha güvenilir ve etkili hale getirir, bakım maliyetlerini azaltır ve aynı zamanda gelecek nesil güç ağı için dayanıklılık gereksinimlerini karşılar.