Китайские инженеры решили проблему передачи «зелёной» энергии с помощью отечественной электроники
На преобразовательной подстанции в восточной китайской провинции Чжэцзян электроэнергия, поступающая на станцию, преодолевает более 2000 километров из северо-западной китайской провинции Ганьсу, через пустыни и обширные дикие территории. Для передачи такого большого объема электроэнергии на такое большое расстояние без значительных потерь необходимо повысить напряжение передачи постоянного тока до ±800 киловольт. Но по сравнению с другими проектами аналогичного масштаба, этот сопряжен с дополнительной проблемой — электроэнергия поступает из возобновляемых источников.
Ветер дует, когда ему вздумается, а солнце может скрываться за облаками, поэтому выработка возобновляемой энергии может резко колебаться. А если выработка ветровой и солнечной энергии в Ганьсу меняется слишком быстро, эти колебания могут создать серьезную нагрузку на энергосистему. Управление этой изменчивостью является одной из самых больших проблем, стоящих перед возобновляемой энергетикой на протяжении десятилетий.
Переход к «зелёной» энергетике — это не только строительство ветряков и солнечных панелей. Самая сложная часть начинается после того, как энергия произведена: как доставить её за тысячи километров туда, где она нужна, без потерь и сбоев? Когда ветер стихает или солнце уходит за тучи, сеть должна реагировать мгновенно, иначе колебания напряжения могут вывести из строя целые регионы. Китай, наращивая мощности возобновляемой энергетики на западе, столкнулся с этой проблемой в полный рост. И ответ нашёлся не в гигантских аккумуляторах или сложных прогнозах погоды, а в крошечном полупроводниковом переключателе размером с ноготь — IGBT-транзисторе, который стал ключом к стабильности всей системы.
Теперь есть способ справиться с этой проблемой. Ключ кроется в одном из высокотехнологичных компонентов. Это IGBT-транзистор, полупроводниковое устройство размером примерно с ноготь. По сути, он работает как высокоскоростной электрический переключатель. Благодаря высокочастотному включению и выключению он может помочь стабилизировать напряжение в течение миллисекунд, даже когда в сеть попадает молния или происходят внезапные колебания. Но этот «переключатель» чрезвычайно требователен. В прошлом ограничения в материалах и производстве означали, что он мог работать только при относительно низких токовых нагрузках. Но этот проект работает при напряжении ±800 киловольт. Напряжение и ток, которые должно выдерживать каждое крошечное устройство, могут быть достаточными, чтобы привести к его выходу из строя.
Теперь китайские IGBT-транзисторы достигли стандартов производительности, необходимых для такого рода применения. И внедрение этой технологии в проект такого масштаба — это первый в мире случай. «Благодаря использованию компонентов, преобразовательных ламп и трансформаторов отечественного производства, затраты будут снижаться еще больше, что позволит расширить область их применения», — сказал Чжан Минцзя, специалист по управлению инженерными технологиями в строительной компании Государственной электросетевой компании провинции Чжэцзян.
Как передаёт CCTV+, использование китайских IGBT-транзисторов в проекте сверхвысоковольтной передачи из Ганьсу в Чжэцзян стало важным шагом в развитии «зелёной» энергетики. Это не просто инженерное достижение, а доказательство того, что Китай способен создавать полный цикл технологий для устойчивой энергетики будущего. В ближайшие годы подобные решения будут масштабироваться, делая возобновляемую энергию более надёжной и доступной для миллионов потребителей по всей стране.
