Од истражувањето до имплементација: Иновативниот скок во развојот на трансформаторите со тврдо стање во УК
I. Преглед на трансформаторите со тврдо стање (SST)
Трансформаторот со тврдо стање (SST) е напредно уред за претворба на енергија кој интегрира елементи од полупроводници, високочестотни трансформатори и контролни кола.
Споредено со традиционалните трансформатори, SST поддржува претворба на AC/AC, AC/DC и DC/DC, и има предности како двосмерен проток на енергија, интелигентна контрола и компактен дизајн. Неговите главни топологији вклучуваат едностепена, дводостепена (со LVDC или HVDC врски) и тридостепена структура, секоја прифатлива за специфични сценарија на применување.
II. Предности на SST
Компактен размер и лесен: Високочестотната работа го намалува обемот до 80%.
Висока ефикасност: Малку фази на претворба и поддршка за директна DC врска.
Сагласуваност со интелигентна мрежа: Овозможува реално време надзор, регулација на напонот, компензација на реактивна моќ и изолација на грешки.
Интеграција со возобновливи извори на енергија и складирање на енергија: Директна врска со солнечни, ветросилни и батеријски системи.
Прифатлив за пазар со брз растеж: Како што се брзо наелектризување на автомобили, центри за податоци и железнички превоз.
III. Поле на применување
Електро мрежа: Подобрува гибкоста на мрежата, поддржува двосмерен проток на енергија и интегрира распределени извори на енергија.
Наелектризување на автомобили (EV): Овозможува брзо наелектризување (350kW+), функционалност на Vehicle-to-Grid (V2G) и директна интеграција на возобновливи извори на енергија.
Железнички превоз: Заменува традиционалните тракциони трансформатори, намалува го весот и подобрува ефикасноста.
Центри за податоци: Подобрува ефикасноста на енергијата, намалува потребата за хлаѓање и поддржува интеграција на возобновливи извори на енергија.
Морско и авионско: Побудува електрификација и намалува емисиите на CO2.
IV. Технички предизвици
Висока цена: Стоимоста на SST е 5–10 пати повеќе од традиционалните трансформатори.
Проблеми со надежност: Слаба капацитет за одржливо кратко замкнување, а полупроводничките елементи се осетливи на стрес од напон.
ЕМИ интерференција: Високочестотното комутирање предизвикува електромагнетна интерференција, што бара комплексен дизајн на филтри.
Изоловање и термална управа: Перформансата на изолационите материјали под високи честоти не е целосно совладана.
Управување со врата и заштита: Комплексен дизајн, потребно е изоловање и високо прецизна контрола.
V. Пазарски можностиви во УК
Модернизација на мрежата: Во УК има околу 585.000 подстанции, од кои 230.000 дистрибутивни подстанции можат да се користат SST.
Цели за возобновливи извори на енергија: Целите за 2030 вклучуваат 50GW офшорна ветросила и 47GW солнечна енергија.
Инфраструктура за наелектризување на автомобили: Предвидено е дека до 2030 година ќе бидат потребни 300.000 јавни точки за наелектризување, а пазарот за брзо наелектризување има голем потенцијал.
Електрификација на железница: Приближно 2.880 дизелови локомотиви треба да се заменат, а потенцијалот на пазарот за SST надминува £30 милиони.
Раст на центри за податоци: Барањето за енергија продолжува да расте, а SST може да подобри ефикасноста и гибкоста на енергијата.
VII. Улогата на CSA Catapult
Предоставува целокупна техничка поддршка за SST, вклучувајќи дизајн, симулации и верификација на прототип.
Води проекти како ASSIST за продвижување на развојот на домаќинската верига за доставување на Si уреди на висок напон во УК.
Постојат основни способности вклучувајќи многуцелна оптимизација, напредно пакетирање и термална управа.
