Cercetătorii caută întreruptoare de curent electric de curent continuu
Transmisia de curent continuu este mai eficientă decât AC (vezi mai jos), dar curentul continuu este mult mai greu de întrerupt decât ac - nu există o trecere zero curentă în care să comutați și un potențial de potențial de arcuire.
Universitatea, care lucrează cu Florida State University, ia traseul întrerupătorilor „hibrizi”, care este paralel cu un întrerupător mecanic cu un comutator semiconductor - de exemplu, o stivă de tranzistoare din carbură de siliciu paralele în serie.
În timp ce întrerupătorul mecanic va transporta în mod normal tot curentul, tranzistorii sunt capabili să scurteze scurt întrerupătorul, deviind curentul în timp ce acesta se sparge.
Cu toate acestea, tranzistoarele nu vor fi dimensionate pentru a prelua sarcina timp îndelungat, necesitând ca circuitul mecanic să funcționeze extrem de rapid - din această cauză, sunt dezvoltate actuatoare piezoelectrice.
„Trebuie să fim extrem de rapizi”, a spus cercetătorul Georgiei, Lukas Graber. „Trebuie să separăm contactele la 250 μs și să rupem complet curentul la 500μs. Din acest motiv, nu putem folosi actuatoare hidraulice cu arc sau comune pentru întrerupătoare de curent alternativ. Dispozitivele care se bazează pe efectul piezoelectric pot face asta pentru noi. "
GaTech caută și izolatori care să poată face față temperaturilor extreme - fotografia este a lui Graber (stânga) și a lui Graber și a cercetătorului Chanyeop Park care studiază astfel de materiale într-o plasmă - o plasmă cu argon redus în acest caz.
Dacă toate planifică, un prototip va fi evaluat la instalația de testare 5MW a FSU în termen de trei ani.
Cercetarea are parteneri industriali, la care se adaugă 3,3 milioane de dolari de la organizația ARPA-E a guvernului american, care este programul BREAKERS (Construirea de produse electronice de încredere pentru a obține ratinguri eficiente kilovolt în condiții de siguranță), care sprijină și alte abordări pentru întreruperea DC-ului de mare putere.
≥99.97% eficiență și ≥60MW / m3 densitatea (răcire pasivă sau forțată a aerului) este ținta pentru întreruptoarele dezvoltate în cadrul BREAKERS, cu durata de viață de cel puțin 30.000 de cicluri și 30 de ani. Treburile neplăcute trebuie să fie <0.1%.
Conform ARPA-E, peste 1.000 km de legături CC ar trebui să piardă doar 3,5% din puterea pe care o transportă, comparativ cu 6,7% pentru ac. Dc necesită, de asemenea, doi conductori mai degrabă decât trei și, pentru aceiași conductori și izolatori, poate transporta 1.4x puterea.
Materialul fiind evaluat în plasma de joasă presiune
Un material care este evaluat pentru utilizare în noi întrerupătoare de curent continuu este evaluat într-o plasmă de joasă presiune la Institutul Tehnologic din Georgia. În plasmă este introdusă o sondă Langmuir cu vârf de wolfram. (Foto: Rob Felt, Georgia Tech)