अनुसंधानबाट लागूगरी: युकेको सोलिड-स्टेट ट्रान्सफार्मर विकासमा आविष्कारी छलफल
I. सोलिड-स्टेट ट्रान्सफार्मर (SST) का सारांश
सोलिड-स्टेट ट्रान्सफार्मर (SST) एक उन्नत शक्ति परिवर्तन उपकरण है जो शक्ति अर्धचालक, उच्च आवृत्ति ट्रान्सफार्मर, और नियंत्रण सर्किट को एकीकृत करता है।
पारंपरिक ट्रान्सफार्मरों की तुलना में, SST AC/AC, AC/DC, और DC/DC परिवर्तन का समर्थन करता है, और द्विदिशा शक्ति प्रवाह, बुद्धिमत्ता नियंत्रण, और संक्षिप्त डिजाइन जैसे लाभों के साथ आता है। इसकी मुख्य टोपोलोजियों में एक-चरण, दो-चरण (LVDC या HVDC लिंक के साथ), और तीन-चरण संरचनाएँ शामिल हैं, प्रत्येक विशिष्ट अनुप्रयोग स्थितियों के लिए उपयुक्त है।
II. SST के फायदे
संक्षिप्त आकार और हल्का वजन: उच्च आवृत्ति कार्य आयतन को 80% तक कम करता है।
उच्च दक्षता: कम परिवर्तन चरण और सीधे DC कनेक्शन का समर्थन।
बुद्धिमान ग्रिड की संगतता: वास्तविक समय में मॉनिटरिंग, वोल्टेज नियंत्रण, ऋणात्मक शक्ति की पूर्ति, और दोष अलगाव की संभावना।
नवीकरणीय ऊर्जा और ऊर्जा संचय के साथ एकीकरण: सीधे सौर, पवन, और बैटरी प्रणालियों से कनेक्शन।
उच्च विकास बाजारों के लिए उपयुक्त: जैसे EV तेज चार्जिंग, डेटा सेंटर, और रेल परिवहन।
III. अनुप्रयोग क्षेत्र
पावर ग्रिड: ग्रिड की लचीलापन को बढ़ाता है, द्विदिशा शक्ति प्रवाह का समर्थन करता है, और वितरित ऊर्जा संसाधियों के साथ एकीकरण करता है।
इलेक्ट्रिक वाहन (EV) चार्जिंग: अत्यधिक तेज चार्जिंग (350kW+), वाहन-से-ग्रिड (V2G) कार्यक्षमता, और नवीकरणीय ऊर्जा के सीधे एकीकरण की संभावना।
रेल परिवहन: पारंपरिक ट्रैक्शन ट्रान्सफार्मरों को प्रतिस्थापित करता है, वजन को कम करता है और दक्षता में सुधार करता है।
डेटा सेंटर: ऊर्जा दक्षता में सुधार करता है, ठंडे करने की आवश्यकता को कम करता है, और नवीकरणीय ऊर्जा के साथ एकीकरण करता है।
समुद्री और विमानन: विद्युतीकरण रूपांतरण को बढ़ावा देता है और कार्बन उत्सर्जन को कम करता है।
IV. तकनीकी चुनौतियाँ
उच्च लागत: SST की लागत पारंपरिक ट्रान्सफार्मरों की 5-10 गुना होती है।
प्रतिबंधी अविश्वसनीयता: कम छोटे सर्किट टोलरेंस क्षमता, और अर्धचालक उपकरण वोल्टेज दबाव के लिए संवेदनशील होते हैं।
EMI व्यतिकरण: उच्च आवृत्ति स्विचिंग विद्युत चुंबकीय व्यतिकरण का कारण बनता है, जिसके लिए जटिल फिल्टर डिजाइन की आवश्यकता होती है।
अवरोधन और तापीय प्रबंधन: उच्च आवृत्ति पर अवरोधन सामग्रियों के प्रदर्शन को पूरी तरह से समझा नहीं गया है।
गेट ड्राइविंग और सुरक्षा: डिजाइन जटिल होता है, जिसके लिए अवरोधन और उच्च-परिशुद्धता नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
V. यूके में बाजार के अवसर
ग्रिड मॉडर्नाइजेशन: यूके में लगभग 585,000 सबस्टेशन हैं, जिनमें से 230,000 वितरण सबस्टेशन SST से लाभान्वित हो सकते हैं।
नवीकरणीय ऊर्जा लक्ष्य: 2030 के लक्ष्य में 50GW ऑफशोर पवन ऊर्जा और 47GW सौर ऊर्जा शामिल है।
EV चार्जिंग इन्फ्रास्ट्रक्चर: 2030 तक 300,000 सार्वजनिक चार्जिंग पाइल की आवश्यकता होगी, और अत्यधिक तेज चार्जिंग बाजार में बड़ा क्षेत्र है।
रेल इलेक्ट्रिफिकेशन: लगभग 2,880 डीजल लोकोमोटिवों को प्रतिस्थापित किया जाना है, और SST बाजार की संभावना £30 मिलियन से अधिक है।
डेटा सेंटर विकास: शक्ति की मांग लगातार बढ़ रही है, और SST ऊर्जा दक्षता और लचीलापन में सुधार कर सकता है।
VII. CSA Catapult की भूमिका
SST के लिए पूर्ण-श्रृंखला तकनीकी समर्थन प्रदान करता है, जिसमें डिजाइन, सिमुलेशन, और प्रोटोटाइप सत्यापन शामिल है।
ASSIST जैसे परियोजनाओं का नेतृत्व करता है ताकि यूके की घरेलू उच्च वोल्टेज Si उपकरण आपूर्ति श्रृंखला का विकास प्रोत्साहित किया जा सके।
एकाधिक-उद्देश्य अनुकूलन, उन्नत पैकेजिंग, और तापीय प्रबंधन जैसी मुख्य क्षमताएँ हैं।
