स्रोत: ise.fraunhofer.de
जैसे-जैसे ऊर्जा संक्रमण आगे बढ़ रहा है, बिजली ग्रिड का विस्तार तेजी से महत्वपूर्ण होता जा रहा है। अधिक से अधिक नवीकरणीय उत्पादन संयंत्रों के साथ-साथ विद्युत भंडारण प्रणालियों को ग्रिड से जोड़ा जा रहा है। यह पावर इलेक्ट्रॉनिक्स को एक निर्णायक भूमिका देता है, क्योंकि इन प्रणालियों को ग्रिड से जोड़ना आवश्यक है। हालांकि, विद्युत ऊर्जा के केवल फीड-इन या फीड-बैक के अलावा, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स को अन्य ग्रिड-सहायक कार्य भी करने चाहिए। [जीजी] उद्धरण में;सीआईसी-एमएसबैट [जीजी] उद्धरण; फ्राउनहोफर इंस्टीट्यूट फॉर सोलर एनर्जी सिस्टम्स आईएसई के शोधकर्ताओं ने भागीदारों के साथ मिलकर अब मध्यम-वोल्टेज ग्रिड में सीधे फीडिंग के लिए एक अत्यधिक कॉम्पैक्ट इन्वर्टर विकसित और सफलतापूर्वक चालू किया है।
वर्तमान में, इनवर्टर ज्यादातर लो-वोल्टेज ग्रिड में फीड होते हैं। फिर उन्हें बड़े 50 हर्ट्ज ट्रांसफार्मर के माध्यम से मध्यम-वोल्टेज ग्रिड से जोड़ा जाता है। बहुत अधिक ब्लॉकिंग वोल्टेज वाले नए प्रकार के सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) ट्रांजिस्टर का उपयोग अब इनवर्टर को सीधे मध्यम-वोल्टेज ग्रिड से जोड़ना संभव बनाता है। सीआईसी इनवर्टर के उच्च नियंत्रण गतिशीलता के लिए धन्यवाद, वे ग्रिड-स्थिरीकरण कार्यों को ले सकते हैं और उदाहरण के लिए, मध्यम-वोल्टेज ग्रिड में हार्मोनिक्स की क्षतिपूर्ति के लिए सक्रिय पावर फ़िल्टर के रूप में कार्य कर सकते हैं। इसके अलावा, SiC इनवर्टर पारंपरिक इनवर्टर की तुलना में बहुत अधिक बिजली घनत्व प्राप्त कर सकते हैं। इसका परिणाम एक कॉम्पैक्ट डिज़ाइन में होता है, जो एक विशेष लाभ होता है जब पौधों को शहर के भीतर के क्षेत्रों में बनाया जाना होता है या मौजूदा पुराने संयंत्रों को फिर से लगाया जाना होता है। केवल सिस्टम लागत के अलावा, निर्माण और बुनियादी ढांचे की लागत भी बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, खासकर शहरी क्षेत्रों में। परियोजना के हिस्से के रूप में"SiC-MSBat - बड़े पैमाने पर भंडारण और सिस्टम-सर्विंग वितरण ग्रिड" के लिए उच्च वोल्टेज SiC पावर मॉड्यूल के साथ मध्यम-वोल्टेज इनवर्टर, एक 250-kW इन्वर्टर स्टैक विकसित किया गया था 3-केवी एसी ग्रिड में फीडिंग के लिए। यहां, उपन्यास 3.3-kV SiC ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जाता है। तुलनीय सिलिकॉन ट्रांजिस्टर की तुलना में इनका बिजली नुकसान काफी कम है। यह 16 kHz की स्विचिंग आवृत्ति के साथ इन्वर्टर स्टैक को संचालित करना संभव बनाता है। अत्याधुनिक सिलिकॉन ट्रांजिस्टर के साथ, इस वोल्टेज वर्ग में केवल 10 गुना कम स्विचिंग आवृत्ति संभव है। उच्च स्विचिंग आवृत्ति निष्क्रिय घटकों पर बचत प्रदान करती है, क्योंकि इन्हें छोटे प्रारूप में आयाम दिया जा सकता है। इन्वर्टर की एक अन्य विशेष विशेषता इसकी सक्रिय तरल शीतलन है जिसमें सिंथेटिक एस्टर शीतलन माध्यम के रूप में है। इस माध्यम को इन्वर्टर के माध्यम से पंप किया जाता है और एक तरल हीट सिंक और फिल्टर चोक के माध्यम से दोनों ट्रांजिस्टर को ठंडा करता है, जो एक बंद टैंक में रखे जाते हैं। इसी समय, फिल्टर चोक के लिए शीतलन माध्यम विद्युत इन्सुलेशन माध्यम के रूप में कार्य करता है, जिससे फिल्टर चोक को और भी अधिक कॉम्पैक्ट बनाया जा सकता है। इन्वर्टर का निर्माण और परीक्षण Fraunhofer ISE's प्रयोगशालाओं में किया गया था, जो रेटेड पावर पर 98.4 प्रतिशत की उच्च दक्षता दर प्राप्त कर रहा था। डिवाइस का डिज़ाइन कई मेगावाट के सिस्टम आउटपुट प्राप्त करने के लिए कई इन्वर्टर स्टैक के मॉड्यूलर इंटरकनेक्शन की अनुमति देता है। स्विचगियर और कूलिंग यूनिट के लिए अतिरिक्त इंस्टॉलेशन स्पेस को ध्यान में रखते हुए, इस वोल्टेज वर्ग के वाणिज्यिक इन्वर्टर सिस्टम की तुलना में इन्वर्टर सिस्टम की मात्रा 40 प्रतिशत तक की बचत प्राप्त की जा सकती है। परियोजना को आर्थिक मामलों और ऊर्जा (बीएमडब्ल्यूआई) के लिए जर्मन संघीय मंत्रालय द्वारा उप-क्षेत्र [जीजी] के तहत छठे ऊर्जा अनुसंधान कार्यक्रम के हिस्से के रूप में वित्त पोषित किया गया था; अक्षय ऊर्जा और पुनर्योजी ऊर्जा आपूर्ति प्रणालियों का एकीकरण [जीजी] quot;। प्रोजेक्ट पार्टनर सेमीक्रॉन इलेक्ट्रॉनिक जीएमबीएच [जीजी] amp थे; कंपनी केजी और एसटीएस स्पीज़ियल-ट्रांसफॉर्मेटरन स्टॉकच जीएमबीएच। परियोजना में 3.3 kV SiC मॉड्यूल के विकास के लिए सेमीक्रॉन जिम्मेदार था, STS मुख्य रूप से आगमनात्मक घटकों के लिए जिम्मेदार था। फ्रौनहोफर आईएसई मध्यम-वोल्टेज रेंज में उच्च-अवरुद्ध सीआईसी उपकरणों के उपयोग के लिए कई संभावित अनुप्रयोगों को देखता है। [जीजी] उद्धरण;विशेष रूप से बड़े फोटोवोल्टिक बिजली संयंत्रों के लिए, प्रवृत्ति उच्च और उच्च वोल्टेज की ओर है, [जीजी] उद्धरण; एंड्रियास हेंसल, टीम मीडियम वोल्टेज पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के प्रमुख फ्रौनहोफर आईएसई कहते हैं। [जीजी] quot; १५०० वी पीवी तकनीक के साथ जो कुछ वर्षों से उपलब्ध है, लो-वोल्टेज निर्देश का पहले से ही पूरी तरह से दोहन किया जा रहा है। यहां अगला कदम मध्यम-वोल्टेज स्तर पर फीड-इन के लिए संक्रमण होगा, जो पीवी बिजली संयंत्रों की प्रणाली अवधारणा में बचत और सुधार के लिए और अधिक संभावनाएं लाएगा। [जीजी] उद्धरण; पुनर्योजी बिजली संयंत्रों और बड़ी बैटरी भंडारण प्रणालियों के अलावा, मध्यम-वोल्टेज बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए आवेदन के अन्य क्षेत्रों में ड्राइव सिस्टम और रेल प्रौद्योगिकी शामिल हैं। ऐसी प्रणालियों के परीक्षण के लिए, फ्रौनहोफर आईएसई में बहु-मेगावाट प्रयोगशाला है, जिसका उद्घाटन 2019 के मध्य में हुआ था। यह 20 एमवीए तक की शक्ति के साथ मध्यम-वोल्टेज सिस्टम के संचालन को सक्षम बनाता है।उच्च स्विचिंग आवृत्ति के कारण कॉम्पैक्ट डिजाइन
मध्यम-वोल्टेज स्तर पर भविष्य के बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स
