Tehingu arengust kasutuselevõttuni: innovatsioonilõik UK kiivkonna transformaatoride arenduses

I. Põhikirjeldus tahvliteta teisendite (SST) kohta

Tahvliteta teisendija (SST) on edukas energiaümbritsemise seade, mis sisaldab energiasemüntsid, kõrge-sagedusega teisendite ja juhtimiskihte.

Võrreldes traditsiooniliste teisenditega toetab SST AC/AC, AC/DC ja DC/DC ümberkorraldusi ning omab eeliseid nagu kahepoolne energia liikumine, intelligentsed juhtimissüsteemid ja kompaktne disain. Selle peamised topoloogiad hõlmavad üheastmelisi, kaheastmelisi (LVDC või HVDC sidemeid) ja kolmeastmelisi struktuure, mõned sobivad spetsiifilistele rakendustele.

II. SST-de eelised

• Kompaktne suurus ja väikelihviline: Kõrge sagedus vähendab mahtu kuni 80%.

• Suur tõhusus: Vähem ümberkorralduskäike ja otseste DC ühenduste toetamine.

• Soe võrgu ühilduvus: Lubab reaalajas jälgimist, pingeregulatsiooni, reageeriva võimu kompenseerimist ja vea eraldamist.

• Taastuvenergia ja energiakogumite integreerimine: Otsest ühendust päikesepaneelide, tuulepargide ja akude süsteemidega.

• Sobib kasvavatele turgetele: Näiteks kiire laetusega elektriautodele, andmekeskustele ja raudteetransportile.

III. Rakendusalad

• Energivõrk: Suurendab võrgu paindlikkust, toetab kahepoolset energia liikut ja integreerib paigaliku energiaressursse.

• Elektriautode (EV) laetamine: Võimaldab ülimalt kiiret laetust (350kW+), Vehicle-to-Grid (V2G) funktsionaalsust ja taastuvenergia otsest ühendamist.

• Raudtee: Asendab traditsioonilisi veduriteisendite, vähendades massi ja parandades tõhusust.

• Andmekeskused: Parandab energia tõhusust, vähendab jahutamise nõudlust ja toetab taastuvenergia integreerimist.

• Meri- ja õhutransport: Edendab elektritööstuse muutust ja vähendab süsinikuheidet.

IV. Tehnilised väljakutsed

• Kõrge hind: SST hinnad on 5–10 korda kõrgemad kui traditsiooniliste teisendite.

• Usaldusväärsuse probleemid: Nõrgad lühikese kringi vastupidavus ja semikondaktortid on tundlikud pingete stressi suhtes.

• EMI segadus: Kõrge sagedusega käitus põhjustab elektromagnetilist segadust, mis nõuab keerulisi filterdisaineid.

• Isolatsioon ja soojendusjuhtimine: Isolatsioonimaterjalide käitumine kõrge sageduse korral pole täielikult meisteritud.

• Vaateringi juhtimine ja kaitse: Disain on keeruline, nõudes isolatsiooni ja kõrge täpsusega kontrolli.

V. Turuvõimalused Ühendkuningriigis

• Võrgu moderniseerimine: Ühendkuningriigis on umbes 585 000 alamvõrku, millest 230 000 saaks kasu SST-st.

• Taastuvenergia sihid: 2030. aasta sihid hõlmavad 50 GW mere tuuleturbinaid ja 47 GW päikeseenergiat.

• EV laetuse infrastruktuur: Hinnanguliselt on 2030. aastaks vaja 300 000 avalikku laetuspunkti, ja ülimalt kiire laetuse turul on suur potentsiaal.

• Raudtee elektriseerimine: Umbes 2 880 dieselvedurit tuleb asendada, ja SST turupotentsiaal ületab £30 miljonit.

• Andmekeskuste kasv: Energianõudlus jätkab kasvamist, ja SST parandab energia tõhusust ja paindlikkust.

VII. CSA Catapulti roll

• Pakkub SST-le täispikkuse tehnilist toetust, sealhulgas disaini, simulatsiooni ja prototüübi kinnitamist.

• Juhib projekte nagu ASSIST, et edendada Ühendkuningriigi kodumaist kõrgepingelise Si-seadme tarnekettas.

• Omanevad olulised oskused, nagu mitmete eesmärkide optimiseerimine, edasiarendatud pakendamine ja soojendusjuhtimine.