교수는 전력 변압기에 혁명을 일으키기를 희망합니다.

100년 이상 동안 전력망 기반의 기술은 거의 동일하게 유지되었습니다. 발전소는 장거리 전송을 위해 변압기가 "승압"된 다음 가정, 사무실 및 산업 환경에서 사용하기 위해 "강압"되는 교류(AC)를 생성합니다.

전 세계적으로 화석 연료의 사용이 줄어들고 재생 가능 에너지원이 널리 보급됨에 따라 에너지 저장은 일관된 전달을 위해 점점 더 중요해지고 배터리는 전기를 직류(DC)로 저장합니다.

태양광, 풍력과 같은 친환경 에너지가 기후 변화에 대처하는 데 핵심이지만, 하늘이 흐리거나 어둡거나 고요할 때도 분명히 있습니다. 해결책은 피크 발전 동안 추가 전력을 저장한 다음 나중에 필요에 따라 해당 에너지를 그리드에 분배하는 것입니다.

광대역 갭 전력 반도체 장치의 출현으로 더 작고 가벼운 고체 변압기(SST)가 탄생했습니다. 그러나 기존 AC-DC 및 DC-DC 양방향 변환기를 기반으로 하기 때문에 많은 전력 장치를 포함하는 여러 단계, 느린 과도 응답 및 크고 부피가 큰 입력 필터로 인해 효율성이 낮고 신뢰성이 낮으며 비용이 높습니다. 그들은 제거를 목표로 하는 변압기로서.

Binghamton University의 Thomas J. Watson 공과대학 및 응용과학 대학의 전기 및 컴퓨터 공학부 교수인 Pritam Das 조교수는 고주파 갈바닉 절연을 통해 양방향 AC-DC 및 DC-DC 변환기를 더 잘 통합하는 다양한 측면을 연구했습니다. SST 기술을 크게 발전시키겠다는 장기적인 목표를 가지고 있습니다.

Das는 "리튬 이온 배터리 또는 산화환원 흐름 배터리 형태의 전기화학 에너지로서의 에너지 저장은 이러한 유형의 재생 에너지 기반 전력 시스템의 간헐성을 완화하는 주요 방법 중 하나가 될 것"이라고 말했습니다.

4월에 발표된 5년간의 537,959달러 규모의 국립과학재단 CAREER 상은 Das에게 SST가 어떻게 실현되고 기능하는지 다시 생각해 볼 수 있는 자금을 제공할 것입니다. CAREER 보조금은 연구 및 교육 분야에서 학문적 역할 모델이 될 수 있는 잠재력을 가진 초기 경력 교수진을 지원합니다.

"이 새로운 SST는 현재 사용되는 것보다 25% 더 적은 구성 요소를 갖게 될 것입니다."라고 그는 말했습니다. "또한 전력 밀도는 40% 더 높고, 효율성은 5% 더 높으며, 과도 응답 속도는 5~6배 더 빠르고, 비용은 30% 더 저렴하며, 유틸리티 전력 시스템과 풍력 및 에너지 자원과 같은 분산 에너지 자원의 사용 방식을 규제하는 IEEE 1547과 같은 표준을 준수합니다. 태양광 발전기가 연결됨] 이러한 장점을 통해 새로운 SST는 보다 지속 가능한 미래를 위한 전력망의 탈탄소화에 기여합니다."

전력망의 일부인 배터리 에너지 저장 시스템에 대한 응용은 2030년까지 미국에서 4,000테라와트시 이상으로 증가할 것으로 예상되며, 에너지 저장 시스템의 그리드 통합을 위해 이 연구의 새로운 SST를 사용하는 것만으로도 전력 손실을 줄일 수 있습니다. 에너지 저장을 위한 변환 시간은 약 400기가와트시입니다.

공간을 덜 차지하기 때문에 새로운 SST는 전기 버스, 전기 수직 이착륙(VTOL) 택시 및 기타 차량, 데이터 센터 및 Das가 "좋은"이라고 부르는 기타 애플리케이션을 사용하는 도시 지역의 대중 교통의 핵심이 될 것입니다. 오래된 변압기"는 설치가 불가능합니다.

"라인 주파수 변압기를 연결하고 유지 관리하는 것이 큰 번거로움이 있는 혼잡한 위치에 전기 자동차 충전 시스템을 쉽게 설치할 수 있다는 이점이 있습니다."라고 그는 말했습니다.

Das는 지금까지의 연구에 도움을 준 졸업한 학생들에게 감사를 표합니다. 우수 논문상을 수상한 Sunil Dube, PhD '22; Watson 박사후 연구원 Kalyan Yenduri 및 Ramu Nair.

더 많은 사람들이 SST에 대한 연구를 기반으로 최첨단 전력 전자 분야에 대한 교육을 받을 수 있도록 Das' CAREER Award에는 SUNY Broome Community College 및 엔지니어링 과학부와의 파트너십이 포함되어 현장에 학생과 전문가를 모집합니다. 특히 소수자와 여성이 과소 대표되었습니다. 그는 기후 변화 문제에 답할 수 있는 사람들에게는 더 많은 기회가 있다는 것을 알고 있습니다.