పరిశోధన నుండి అమలు: యునైటెడ్ కింగ్డమ్ లోని సొలిడ్-స్టేట్ ట్రాన్స్‌ఫอร్మర్ అభివృద్ధిలో కొత్త ప్రవేశం

I. సోలిడ్-స్టేట్ ట్రాన్స్‌ఫอร్మర్‌ల (SST) అవతరణ

సోలిడ్-స్టేట్ ట్రాన్స్‌ఫอร్మర్ (SST) అనేది పవర్ సెమికండక్టర్లు, హై-ఫ్రీక్వెన్సీ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు, మరియు నియంత్రణ సర్క్యుట్లను కలిగిన అధికారిక పవర్ కన్వర్షన్ డైవైస్.

ప్రధాన ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లతో పోల్చినప్పుడు, SST AC/AC, AC/DC, మరియు DC/DC కన్వర్షన్‌లను మద్దతు ఇస్తుంది, ద్విముఖ పవర్ ఫ్లో, అభిజ్ఞానిక నియంత్రణ, మరియు సంక్షిప్త డిజైన్ వంటి లాభాలతో ప్రసిద్ధమైనది.ఇది ఒక స్టేజీ, రెండు స్టేజీ (LVDC లేదా HVDC లింక్లతో), మరియు మూడు స్టేజీ వంటి ప్రధాన టాపోలజీలను కలిగి ఉంటుంది, ప్రతిదానికి ఖాసగా ఉపయోగకర పరిస్థితులకు అనుగుణమైనది.

II. SST యొక్క లాభాలు

• సంక్షిప్త పరిమాణం మరియు క్షీణ వెల: హై-ఫ్రీక్వెన్సీ పరిచాలన ద్వారా వోల్యూమ్ 80% వరకు తగ్గించబడుతుంది.

• ఎక్కువ కష్టశీలత: తక్కువ కన్వర్షన్ స్టేజీలు మరియు డైరెక్ట్ DC కనెక్షన్ మద్దతు.

• అభిజ్ఞానిక గ్రిడ్ సంగతి: వాస్తవసమయ నిరీక్షణ, వోల్టేజ్ నియంత్రణ, రియాక్టివ్ పవర్ కంపెన్సేషన్, మరియు ఫాల్ట్ విచ్ఛేదనను సహకరిస్తుంది.

• పునరుత్పత్తి శక్తి మరియు శక్తి నిల్వ యొక్క సంగతి: డైరెక్ట్ల్య్ సోలార్, విండ్, మరియు బ్యాటరీ వ్యవస్థలను కనెక్ట్ చేస్తుంది.

• ఎక్కువ జనాభా మార్కెట్లకు అనుగుణమైనది: వంటి EV వేగ చార్జింగ్, డేటా సెంటర్లు, మరియు రెయిల్ ట్రాన్సిట్.

III. అనువర్తన రంగాలు

• పవర్ గ్రిడ్: గ్రిడ్ వ్యవస్థాపకతను పెంచుతుంది, ద్విముఖ పవర్ ఫ్లోను మద్దతు ఇస్తుంది, మరియు విభజిత శక్తి సంపదలను కలిగిస్తుంది.

• ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల (EV) చార్జింగ్: అతివేగంగా చార్జింగ్ (350kW+), వాహనం-టు-గ్రిడ్ (V2G) ఫంక్షనల్, మరియు పునరుత్పత్తి శక్తిని డైరెక్ట్ల్య్ కనెక్ట్ చేస్తుంది.

• రెయిల్ ట్రాన్సిట్: ప్రధాన ట్రాక్షన్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లను మార్చుకుని, వెలను తగ్గించుకుని కష్టశీలతను పెంచుతుంది.

• డేటా సెంటర్లు: శక్తి కష్టశీలతను పెంచుతుంది, కూలింగ్ అవసరాలను తగ్గిస్తుంది, మరియు పునరుత్పత్తి శక్తిని కలిగిస్తుంది.

• మారిన్ మరియు విమానం: ఎలక్ట్రిఫికేషన్ మార్పును ప్రవర్తిస్తుంది, మరియు కార్బన్ ఉన్నతతనాన్ని తగ్గిస్తుంది.

IV. టెక్నికల్ చాల్లెంజీలు

• ఎక్కువ ఖర్చు: SST యొక్క ఖర్చు ప్రధాన ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ల కంటే 5–10 రెట్లు.

• నమ్మకం సమస్యలు: తక్కువ షార్ట్-సర్క్యుట్ తాలీన క్షమత, మరియు సెమికండక్టర్ డైవైస్‌లు వోల్టేజ్ టెన్షన్‌కు సున్నించుకున్నాయి.

• EMI పరస్పర ప్రభావం: హై-ఫ్రీక్వెన్సీ స్విచింగ్ ఎమై పరస్పర ప్రభావాన్ని కలిగిస్తుంది, సంక్లిష్టమైన ఫిల్టర్ డిజైన్ అవసరం.

• ఇన్స్యులేషన్ మరియు థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్: హై-ఫ్రీక్వెన్సీల కింద ఇన్స్యులేటింగ్ మెటీరియల్స్ యొక్క పరిఫలాన్ని పూర్తిగా నిర్ధారించలేదు.

• గేట్ డ్రైవింగ్ మరియు ప్రోటెక్షన్: డిజైన్ సంక్లిష్టమైనది, విచ్ఛిన్నత మరియు హై-ప్రిసిజన్ నియంత్రణ అవసరం.

V. యుకేలో మార్కెట్ అవకాశాలు

• గ్రిడ్ మార్పు: యుకేలో సుమారు 585,000 సబ్ స్టేషన్లు ఉన్నాయి, వాటిలో 230,000 డిస్ట్రిబ్యూషన్ సబ్ స్టేషన్లు SST నుండి లాభం పొందగలవు.

• పునరుత్పత్తి శక్తి లక్ష్యాలు: 2030 లక్ష్యాలు 50GW ఆఫ్షోర్ విండ్ పవర్, 47GW సోలార్ శక్తిని కలిగి ఉంటాయి.

• EV చార్జింగ్ ఇన్ఫ్రాస్ట్రక్చర్: 2030 వరకు 300,000 పబ్లిక్ చార్జింగ్ పైల్స్ అవసరం, అతివేగంగా చార్జింగ్ మార్కెట్ యొక్క పెద్ద శక్తి ఉంది.

• రెయిల్ ఎలక్ట్రిఫికేషన్: సుమారు 2,880 డీజిల్ లోకోమోటివ్లను మార్చాలనుకుంది, మరియు SST మార్కెట్ శక్తి £30 మిలియన్ కంటే ఎక్కువ.

• డేటా సెంటర్ వ్యవర్థం: శక్తి అవసరాలు కొనసాగిస్తున్నాయి, మరియు SST శక్తి కష్టశీలతను మరియు వ్యవస్థాపకతను పెంచుతుంది.

VII. CSA Catapult యొక్క పాత్ర

• SST కోసం డిజైన్, సిమ్యులేషన్, మరియు ప్రోటోటైప్ వెరిఫికేషన్ వంటి పూర్తి లంకో టెక్నికల్ మద్దతు ఇస్తుంది.

• ASSIST వంటి ప్రాజెక్ట్లను నిర్వహిస్తుంది, యుకేలో ఘనిష్ట హై-వోల్టేజ్ Si డైవైస్ సప్లై చెయిన్ వికాసాన్ని ప్రవర్తిస్తుంది.

• మల్టి-ఓబ్జెక్టివ్ ఆప్టిమైజేషన్, అడ్వాన్స్డ్ పాకేజింగ్, మరియు థర్మల్ మేనేజ్మెంట్ వంటి ముఖ్య సామర్ధ్యాలను కలిగి ఉంటుంది.