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      直流電網斷路器技術基礎研究

      2014/11/9 21:42:06??????點擊:

      比起目前使用的傳統交流電,直流電擁有更多優勢,例如,電網和電子裝置的耗損會比交流電減少5%~7%,還能更有效地從再生來源將電源送入電網和能源儲存體,同時改善電網的穩定性;采用直流電還可打造體積更精巧的電子裝置。

      由于以往欠缺高效率且符合成本效益的電路斷路器技術,因此無法讓直流電在例如資料中心、光伏(太陽能發電)和電信系統的配電網,或航空及運輸、電動車和鐵道技術的內部電網等領域發揮最大的功效。目前唯一的機電動力式電路斷路器在切換直流電和電壓時可能會產生電弧,且反應慢、重量重、不易使用且價格昂貴。

      「NEST-DC」研究計劃系由德國教育研究部(BMBF)資助,旨在針對直流電網和應用研發創新半導體及完全電子式的電路斷路器。全新的電路斷路器除了能開啟直流電,更重要的是能在高達 1,500V 的電壓下,快速且安全的關閉功能。

      「NEST-DC」研究計劃旨在針對直流電網和應用研發創新半導體及完全電子式的電路斷路器。

      「NEST-DC」研究計劃旨在針對直流電網和應用研發創新半導體及完全電子式的電路斷路器。

      此外,NEST-DC也將開發創新的半導體元件,例如過電流中斷場效電晶體(OCB-FET)等,也將針對采用OCB-FET的電路斷路器,就其全新結構和連接技術及切換拓樸進行規劃及測試。研究成果將應用于航太內部電網、電動行動力、光伏(太陽能發電),以及直流配電網路等領域。

      NEST-DC專案成員職責

      NEST-DC專案成員涵跨半導體晶片到直流電網系統的整體價值創造鏈,包括德國布萊梅大學電機驅動及電力電子與裝置學會(IALB),以及空中巴士集團(Airbus Group)、E-T-A Elektrotechnische Apte公司、西門子公司(Siemens AG)和英飛凌(Infineon Technologies AG)(負責計劃協調)4間公司。此外,總部設于德國紐必堡的歐洲電力電子中心(ECPE) 亦提供支援。

      在此計劃中,IALB負責調查及模擬OCB-FET內所用的全新半導體結構、新開發電路斷路器的靜態及動態測量,以及測試裝置的散熱性和崩壞極限??罩邪褪考瘓F負責定義航空應用的需求、研究合適的拓樸,并與NEST-DC成員一同研發應用展示??罩邪褪考瘓F將在德國奧托布倫(Ottobrunn)進行硬體測試。

      西門子將專注于電路斷路器的結構及連接技術。E-T-A Elektrotechnische Apte將定義工業應用的需求,并與專案成員一同驗證高達 1,500V電壓等級的電路斷路器。英飛凌負責主導該計劃,貢獻在功率半導體領域的專業知識,研究用于OCB-FET的功率半導體。

      NEST-DC研究計劃由BMBF資助約230萬歐元,資助發展「提升能源效率的電力電子」。計劃始于2013年10月,為期3年。NEST-DC 為德文縮寫,意思是「適用于再生能源和內部電網的創新電子直流電路斷路器」。