Новый преобразователь постоянного тока в постоянный превосходит предыдущие конструкции и открывает путь к более эффективным, надежным и устойчивым решениям для хранения и преобразования энергии. Разработка Университета Кобе может эффективно взаимодействовать с широким спектром источников энергии, одновременно повышая стабильность и простоту системы с беспрецедентной эффективностью.
Электрическая энергия бывает двух видов: переменный ток (переменный ток) и постоянный ток (постоянный ток). Как известно, вопрос о том, какой тип электросетей следует использовать для национальных энергосетей, «Текущая война» конца 19 века решился в пользу переменного тока, и сегодня большинство электростанций производят именно этот тип. Однако солнечная энергия , батареи и, в частности, аккумуляторы в электромобилях и компьютерах зависят от постоянного тока, что делает необходимым преобразование переменного тока в постоянный с потерями.
Альтернативой этому является создание микросетей постоянного тока, которые объединяют различные возобновляемые источники энергии постоянного тока и устройства хранения и доставляют энергию непосредственно в центры обработки данных и другие устройства постоянного тока. Это устраняет необходимость преобразования переменного тока в постоянный, но требует устройства, которое может гибко преобразовывать различные напряжения, поскольку каждому устройству постоянного тока обычно требуется разное напряжение, а батареи обеспечивают разное напряжение в зависимости от их заряда и емкости. Это также необходимо делать в двух направлениях, поскольку батареи используются как в качестве источников энергии, так и в качестве ее потребителей.
Исследователи силовой электроники Мисима Томокадзу из Университета Кобе (Япония) и Национального университета Чунг Син (Тайвань) объединились в проекте по «разработке элементарных технологий для систем распределения энергии с высокой удельной мощностью, способствующих созданию низкоуглеродных центров обработки данных » и теперь добились значительный прорыв.
«Наша разнообразная команда с опытом, охватывающим соответствующие дисциплины, позволила нам подойти к проблеме с разных точек зрения, а наш доступ к новейшим средствам и ресурсам позволил нам проводить тщательные эксперименты, моделирование и анализ. Кроме того, наша группа имеет опыт успешное сотрудничество с отраслевыми партнерами и другими исследовательскими институтами , обеспечивающее ценную информацию и поддержку наших начинаний», — объясняет член студенческой команды Университета Кобе Лю Шицян.
Они опубликовали принципы проектирования , характеристики и оценку прототипа в журнале IEEE Transactions on Power Electronics.
Лю, первый автор исследования, объясняет: «Его превосходный коэффициент напряжения означает, что он может эффективно взаимодействовать с широким спектром источников энергии, а самобалансировка токов индуктора повышает стабильность и простоту системы. Более того, асимметричный режим работы Контроль пределов обеспечивает повышенную производительность, особенно для микросетей постоянного тока, подключенных к электромобилям».
Оценка их прототипа показала впечатляющий КПД — до 98,3%. «Это подчеркивает практическую осуществимость и масштабируемость предлагаемой топологии для реальных приложений, открывая путь для будущих достижений в технологии двунаправленного преобразования постоянного тока в постоянный», — сказал Лю.
Команда подала заявку на патент на конструкцию в Японии и сейчас готовится к ее коммерциализации с помощью UPE-Japan, стартапа Университета Кобе. Естественно, они также хотят продолжать совершенствовать свою конструкцию, в том числе для более высокой плотности мощности и более широкого спектра применений.
Лю говорит: «В конечном счете, наша долгосрочная цель — способствовать переходу к более эффективным, надежным и устойчивым решениям для хранения и преобразования энергии, особенно в контексте интеграции электромобилей и возобновляемых источников энергии».
Исследование проводилось в сотрудничестве с исследователями из Национального университета Чунг Син.
