Kwa nini ni ngumu kuongeza kiwango cha umeme?
Mfumo wa kusambaza umeme wa aina ya solid-state (SST), ambayo pia inatafsiriwa kama mfumo wa kusambaza umeme wa teknolojia ya elektroniki (PET), unatumia toleo la kiwango cha umeme kama ishara muhimu ya ukuaji wake teknolojia na maeneo yake yanayotumika. Sasa, SST zimepouzwa katika kiwango cha umeme cha 10 kV na 35 kV upande wa usambazaji wa umeme wa kiwango cha wastani, hata hivyo, upande wa usambazaji wa umeme wa kiwango cha juu, zinaendelea kuwa katika hatua ya utafiti wa laboratoriji na uhakikishaji wa mtiririko. Jukwaa chenye chini linavyonyesha toleo la kiwango cha umeme sasa kwa hadi ya maeneo mbalimbali:
| Maeneo Yanayotumika | Kiwango cha Umeme | Hali ya Teknolojia | Maelezo na Mfano |
| Kituo cha Data / Nyumba | 10kV | Matumizi ya Biashara | Kuna mifumo mengi yenye ujasiri. Kwa mfano, CGIC ilipatia SST ya 10kV/2.4MW kwa Kituo cha Data cha Gui'an "East Digital and West Calculation". |
| Mtandao wa Usambazaji / Ushindi wa Kiwanda | 10kV - 35kV | Ushindi wa Mradi | Baadhi ya mashirika madogo yameanzisha matiririko ya 35kV na kufanya majaribio ya kushambazana na mitandao, ambayo ni kiwango cha juu zaidi kilichojulikana kwa matumizi ya uhandisi. |
| Upande wa Kutuma wa Mfumo wa Umeme | > 110kV | Mtiririko wa Msingi wa Laboratoriji | Chuo kikuu na vitengo vya utafiti (kama vile Chuo Kikuu cha Tsinghua, Global Energy Internet Research Institute) yameunda matiririko ya kiwango cha 110kV na zaidi, lakini hakuna mipango ya biashara yoyote imewahi kutokanefika. |
1. Kwa nini ni ngumu kupunguza kiwango cha umeme?
Kiwango cha umeme cha SST haawezi kupunguzwa tu kwa kusambaza vibabu; linahatarishwa na maswala mengine mingi msingi:
1.1 Mwendo wa kutosha wa kivuli cha kivuli cha umeme
Hii ni kifuniko cha msingi. Sasa, SST za kawaida zinatumia IGBT zilizotengenezwa kutoka kwa silisau au SiC MOSFET zaidi ya mapema.
Kiwalio cha umeme cha kivuli moja cha SiC ni karibu na 10 kV hadi 15 kV. Kupanga umeme wa kiwango cha juu (kama vile 35 kV), vibabu viwili lazima vinunganishwe kwa mfululizo. Hata hivyo, mfululizo unaleta maswala magumu ya "kutatua umeme," ambapo tofauti ndogo zote zinaweza kusababisha utaratibu mzuri wa umeme na kusababisha ufunguo wa moduli.
1.2 Maswala ya teknolojia ya kivuli cha umeme wa kiwango cha juu
Ufanisi mzuri wa SST unapatikana kwa kutumia kiwango cha juu ili kupunguza ukubwa. Hata hivyo, kwa kiwango cha juu, ufanisi wa vifaa vya kivuli na utaratibu wa kivuli cha umeme kunapata ngumu. Kiwango cha umeme cha juu zaidi, miundombinu zaidi ya kivuli, njia za kutengeneza, na miswada ya kivuli cha umeme cha kiwango cha juu. Kutatua kivuli cha umeme cha kiwango cha juu cha kivuli cha umeme cha kiwango cha juu kwenye nafasi chache ni changamoto kubwa katika vifaa na ubunifu.
1.3 Ungumu wa utaratibu wa mfumo na kudhibiti
Kupanga umeme wa kiwango cha juu, SST zinatumia utaratibu wa moduli wa mfululizo (kama vile MMC—Modular Multilevel Converter). Kiwango cha umeme cha juu, idadi ya moduli zinazohitajika inaongezeka, kusababisha mfumo wa ungumu. Ugumu wa kudhibiti unongezeka mara kadhaa, na gharama na kiwango cha harufu kwa pamoja.
2. Anga ya Baadaye
Hata kwa changamoto nzuri, mapokeo ya teknolojia yanendelea:
Mapokeo ya kivuli: Vifaa vya kiwango cha juu vya SiC na gallium nitride (GaN) vinajihusisha na kuwa msingi wa kufikia SST za kiwango cha juu.
Ubunifu wa utaratibu: Utaratibu wa mwendo wa mpya, kama vile utaratibu wa mfululizo (kuchanganya transformers wa taarifa na converters wa elektroniki ya umeme), unatafsiriwa kama njia inayoweza kufikia changamoto za kiwango cha juu.
Kutatua: Mara kwa mara IEEE-Business huanza kutatua masharti safi za SST, ambayo itaongeza ubunifu wa kijamii na kutest kwa kutosha, kwa kutoa fursa kwa ukuaji wa teknolojia.
3. Mwisho
Sasa, SST za 10 kV zimeingia katika matumizi ya biashara, na kiwango cha 35 kV kinarejea kiwango cha juu zaidi cha ushindi, hata hivyo, kiwango cha 110 kV na zaidi bado kwenye utafiti wa teknolojia. Ukuaji wa SST unategemea kwa urahisi wa teknolojia za kivuli cha umeme, sayansi za vifaa, teoria ya kudhibiti, na teknolojia ya miswada.
