सॉलिड-स्टेट ट्रांसफार्मर स्मार्ट ग्रिड की दक्षता कैसे बढ़ाता है

ठोस-अवस्था ट्रांसफॉर्मर (SST), जिन्हें "स्मार्ट ट्रांसफॉर्मर" भी कहा जाता है, दोनों दिशाओं में विद्युत ऊर्जा प्रवाह की सुविधा प्रदान करने में सक्षम आधुनिक विद्युत उपकरण हैं। वे उच्च-शक्ति अर्धचालक घटक, नियंत्रण सर्किट और पारंपरिक उच्च-आवृत्ति ट्रांसफॉर्मर को एकीकृत करते हैं, जो अनुचित शक्ति संपूरण और हार्मोनिक दमन जैसी बहुत सी कार्यक्षमताएँ प्रदान करते हैं। SSTs वितरित उत्पादन से लेकर ट्रैक्शन लोकोमोटिव, विद्युत ग्रिड और औद्योगिक विद्युत प्रणालियों तक विस्तृत श्रेणी की अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। उनके अनुप्रयोग AC से DC और DC से AC के सुलभ परिवर्तन से अधिक वोल्टेज रूपांतरण से भी बढ़ जाते हैं। हालांकि, ठोस-अवस्था ट्रांसफॉर्मरों का प्राथमिक अनुप्रयोग वितरित उत्पादन है।

पारंपरिक ट्रांसफॉर्मरों के विपरीत, ठोस-अवस्था ट्रांसफॉर्मर आवश्यक वोल्टेज स्तर पर DC आउटपुट प्रदान कर सकते हैं। एक सामान्य SST में, एक इनपुट वोल्टेज एक विद्युत इलेक्ट्रॉनिक कन्वर्टर द्वारा एक उच्च-आवृत्ति AC सिग्नल में परिवर्तित होता है और फिर उच्च-आवृत्ति ट्रांसफॉर्मर के प्राथमिक पक्ष में दिया जाता है। द्वितीयक पक्ष पर, विलोम प्रक्रिया की जाती है ताकि लोड के लिए वांछित AC, DC, या दोनों आउटपुट उत्पन्न किए जा सकें। उच्च-आवृत्ति शक्ति स्थानांतरण ट्रांसफॉर्मर के वजन और आकार को बहुत कम करता है।

ठोस-अवस्था ट्रांसफॉर्मरों के कई फायदे इस आकार कमी से उत्पन्न होते हैं। आज, पारंपरिक ट्रांसफॉर्मरों को स्थापित करना एक सरल कार्य नहीं है—परिवहन, साइट तैयारी, स्थापना, और प्रसारण लागत सभी परियोजना बजट में जोड़ते हैं। इसके विपरीत, छोटे और अधिक लागत-प्रभावी ठोस-अवस्था ट्रांसफॉर्मर छोटे सौर खेतों या स्टोरेज कंटेनरों में आसानी से स्थापित किए जा सकते हैं। ठोस-अवस्था उपकरणों की तेज टोगलिंग गति से बिजली कंपनियों को ग्रिड में आने वाले बहुत से शक्ति स्रोतों को बेहतर ढंग से प्रबंधित करने में मदद मिलती है, क्योंकि अधिक ट्रांसफॉर्मर लगाए जा सकते हैं ताकि शक्ति गुणवत्ता को नियंत्रित और बेहतर बनाया जा सके।

SSTs को विद्युत इलेक्ट्रॉनिक ट्रांसफॉर्मर (PET) या इलेक्ट्रॉनिक शक्ति ट्रांसफॉर्मर (EPT) भी कहा जाता है। वे विद्युत इलेक्ट्रॉनिक रूपांतरण प्रौद्योगिकी का उपयोग करके वोल्टेज स्तर रूपांतरण और शक्ति स्थानांतरण प्राप्त करने वाले बुद्धिमत्ता उपकरण हैं।

उनका मूल सिद्धांत निम्नलिखित रूप से दर्शाया गया है: पहले, एक विद्युत-आवृत्ति AC सिग्नल एक विद्युत इलेक्ट्रॉनिक कन्वर्टर द्वारा एक उच्च-आवृत्ति वर्ग तरंग में परिवर्तित होता है। सिग्नल एक उच्च-आवृत्ति अलगाव ट्रांसफॉर्मर के माध्यम से प्रसारित होता है, फिर एक अन्य विद्युत इलेक्ट्रॉनिक कन्वर्टर द्वारा विद्युत-आवृत्ति AC सिग्नल में पुनः परिवर्तित होता है। यह पूरा प्रक्रिया एक नियंत्रक द्वारा विद्युत इलेक्ट्रॉनिक स्विचिंग उपकरणों को नियंत्रित करके नियंत्रित की जाती है।

इस कार्यप्रक्रिया के आधार पर, ठोस-अवस्था ट्रांसफॉर्मरों के पारंपरिक ट्रांसफॉर्मरों की तुलना में फायदे स्पष्ट हैं:

• उच्च-आवृत्ति ट्रांसफॉर्मरों का उपयोग विद्युत-आवृत्ति ट्रांसफॉर्मरों के स्थान पर आकार और वजन को बहुत कम करता है।

• उचित नियंत्रण के साथ, इनपुट पक्ष पर एकता शक्ति गुणांक प्राप्त किया जा सकता है, लोड पक्ष से अनुचित शक्ति अवशोषित की जा सकती है, हार्मोनिक धाराओं को रोका जा सकता है, दोनों दिशाओं में हार्मोनिक प्रसारण को दबाया जा सकता है, और शक्ति गुणवत्ता को प्रभावी रूप से सुधारा जा सकता है।

• यह स्रोत पक्ष पर ओवरवोल्टेज या अंडरवोल्टेज के प्रभाव को लोड पक्ष वोल्टेज पर रोक सकता है, लोड पक्ष वोल्टेज की स्थिरता, आवृत्ति और तरंग रूप को सुनिश्चित करता है।

• यह AC और DC इंटरफेस की सुविधा प्रदान करता है, जो वितरित उत्पादन प्रणालियों को ग्रिड से एकीकृत करने और DC लोडों को जोड़ने में सहायक है।

• पूर्ण डिजिटल नियंत्रण ग्रिड डेटा के आसान संग्रह और नेटवर्क संचार की सुविधा प्रदान करता है, जिससे शक्ति प्रवाह को नियंत्रित किया जा सकता है। यह लचीली AC ट्रांसमिशन सिस्टम (FACTS) के साथ सहयोग कर सकता है ताकि ग्रिड की स्थिरता और विश्वसनीयता को बढ़ावा दिया जा सके।

स्पष्ट रूप से, ठोस-अवस्था ट्रांसफॉर्मर स्मार्ट ग्रिडों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए अधिक उपयुक्त हैं और विद्युत प्रणालियों के लिए उपयोगकर्ताओं की व्यक्तिगत मांगों को अधिक प्रभावी रूप से संतुष्ट कर सकते हैं।