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德國一支科研團隊探索將電網和電氣裝置能耗降低一半以上的技術基礎。通過利用直流電（DC）可以實現這個目標。相比如今使用的交流電（AC）而言，直流電可降低功率損耗。來自企業界與學術界的五家項目合作伙伴研究了以半導體為基礎的完全電子化斷路器，這種斷路器可用于未來的直流電網和應用裝置。這樣的斷路器將支持在如今使用交流電的任何應用中使用直流電。. 全新斷路器能夠盡可能快速安全地接通直流電，并能在緊急情況下盡快斷電。它們能更高效地將來自可再生能源的電力并入電網和儲能裝置，并提高電網穩定性。利用直流電，還可以打造結構更緊湊的電氣裝置。來自英飛凌科技股份公司的科研團隊負責人與空客、E-T-A Elektrotechnische Apparate股份有限公司、西門子股份公司和不來梅大學電氣驅動電力電子設備學院（IALB）一起合作，致力于斷路器的研發工作。歐洲電力電子中心（ECPE）提供進一步支持。ECPE總部位于德國紐倫堡。 以往，由于缺少經濟、高效的斷路器技術，不可能將支持電力驅動交通的配電網和電路板網換轉為直流電。如今可用的僅有的機電斷路器在切換直流電流和電壓時會有電弧放電的風險。此外，它們反應遲緩、沉重、笨拙且昂貴。 此外，項目合作伙伴還在探索諸如過電流阻塞場效應晶體管（OCB-FET）等創新型半導體元件。新型半導體元件和新的開關拓撲都使用全新設計結構和連接技術，并進行測試。 科研團隊針對該項目而設計的示范產品，涉及航空機載電網、電動交通和光伏領域并支持直流配電網 。 NEST-DC合作伙伴的科研任務 在該項目中，IALB負責用于OCB-FET的新型半導體結構的研究和模擬，對新開發的斷路器進行靜態和動態測量，并測試熱性能和破壞極限。空客負責明確航空業的要求，并開發出與NEST-DC合作伙伴一起實現和證明的解決方案。 西門子專注于研究斷路器的結構和連接技術。E-T-A Elektrotechnische Apparate明確工業應用的要求，并與合作伙伴一道驗證支持電壓等級高達1500 V的斷路器。英飛凌貢獻了功率半導體專業知識，并圍繞用于OCB-FET的功率半導體開展研究。 關于NEST-DC NEST-DC是“支持可再生能源和車載電力網絡的創新電子直流斷路器” 的德語縮寫。研究合作伙伴在項目期間投入大約450萬歐元。該項目于2013年10月啟動，持續三年時間。德國政府設定的目標是借助創新電力電子產品提高用電效率。德國聯邦教育及研究部（BMBF）在ICT 2020框架計劃下，圍繞“電力電子產品助力提高能源效率”這一主題開展的為多學科研究與開發提供資金。NEST-DC獲得了來自BMBF的大約210萬歐元的資金支持。 |
