Kako tranzistor z trdnim stanjem izboljša učinkovitost pametnega omrežja?
Tranzistorji s čvrstimi stanji (SST), znani tudi kot "pametni tranzistorji", so sodobni električni naprave, sposobne zagotavljati dvosmerno pretok energije. Vključujejo visoko močne polprevodniške komponente, kontrolo krugov in konvencionalne visokofrekvenčne tranzistorje, kar omogoča več funkcij, kot so odpravljanje reaktivne moči in zadrževanje harmonik. SST-i ustrezajo širokemu spektru uporabnih potreb, od razpršenega generiranja do vlečnih lokomotiv, električnih omrežij in industrijskih elektroenergetskih sistemov. Njihove uporabe segajo preko prenosa napetosti, omogočajo gladko prelivanje iz AC v DC in iz DC v AC. Vendar je glavna uporaba tranzistorjev s čvrstimi stanji razpršeno generiranje.
V nasprotju z tradicionalnimi tranzistorji lahko tranzistorji s čvrstimi stanji zagotavljajo izhod DC na zahtevanih nivojih napetosti. V tipičnem SST-ju se vhodna napetost pretvori v visokofrekvenčni AC signal preko prevajalnika elektronske moči in nato poda na primarno stran visokofrekvenčnega tranzistorja. Na sekundarni strani se izvede obratni postopek, da bi se pridobil želeni AC, DC ali oboje izhodi za optico. Prevoz visoke frekvence zelo zmanjša težo in velikost tranzistorja.
Večina prednosti tranzistorjev s čvrstimi stanji izvira iz tega zmanjšanja. Danes ni enostavno namestiti konvencionalnih tranzistorjev - razmerja, kot so prevoz, priprava mesta, namestitev in stroški prenosa, vse to povečuje proračune projektov. V nasprotju s tem so manjši in bolj ekonomični tranzistorji s čvrstimi stanji lahko enostavno nameščeni v majhnih sončnih farmah ali skladiščnih kontejnerih. Hitrejša hitrost preklopa tranzistorjev s čvrstimi stanji omogoča energetskim družbam, da bolje upravljajo več virjev energije, ki se pretakajo v omrežje, saj se lahko namesti več tranzistorjev za nadzor in finetuning kakovosti energije.
Tranzistorji s čvrstimi stanji so tudi znani kot Prevajalniki elektronske moči (PET) ali Elektronski prevajalniki moči (EPT). To so pametne naprave, ki uporabljajo tehnologijo prevajanja elektronske moči za dosego prenosa nivojev napetosti in prenosa energije.
Njihov osnovni princip je prikazan takole: Najprej se signali močnostne frekvence AC pretvorijo v visokofrekvenčni kvadratni val preko prevajalnika elektronske moči. Signal se prenese skozi visokofrekvenčni izolacijski tranzistor, nato pa se spet pretvori v močnostni AC signal preko drugega prevajalnika elektronske moči. Celoten postopek je nadzirano s posredovanjem elektronskih preklopnih naprav preko kontrolerja.
Na osnovi tega delovanja so prednosti tranzistorjev s čvrstimi stanji nad tradicionalnimi tranzistorji očitne:
Uporaba visokofrekvenčnih tranzistorjev namesto tranzistorjev močnostne frekvence zelo zmanjša velikost in težo.
Z ustreznim nadzorom se lahko na vhodni strani doseže eden faktor moči, absorpira reaktivno moč s strani optike, blokira harmonične tokove, zadržuje dvosmerno propagacijo harmonik in učinkovito izboljša kakovost energije.
Lahko odstrani vpliv previsoke ali prenizke napetosti na strani vira na napetost na strani optike, zagotavlja stabilno velikost, frekvenco in obliko napetosti na strani optike.
Ima vmesnike AC in DC, kar olajša integracijo omrežja distribuiranih generacijskih sistemov in povezavo optik DC.
Celostni digitalni nadzor omogoča enostavno zbiranje podatkov omrežja in omrežne komunikacije, omogoča nadzor pretoka energije. Lahko tudi sodeluje s Sistemom fleksibilne prenosne napetosti (FACTS) za izboljšanje stabilnosti in zanesljivosti omrežja.
Očitno so tranzistorji s čvrstimi stanji bolje prilagojeni za izpolnjevanje zahtev pametnih omrežij in lahko učinkoviteje zadovoljujejo osebne zahteve uporabnikov za elektroenergetske sisteme.
