"Умные" трансформаторы ускорят зарядку электромобилей

Новые домашние системы управления электропитанием позволят быстро заряжать электромобили, экономить электричество и использовать альтернативные источники энергии.

Агентство перспективных исследований Министерства энергетики США разрабатывает новое полупроводниковое устройство для управления питанием различных приборов, предназначенное для установки в каждом доме. Оно позволит быстро заряжать электрические транспортные средства, использовать энергию солнца и ветра, сглаживать скачки напряжения и поддерживать стабильность работы домашней электросети. Кроме того, новая система поможет сэкономить огромную сумму денег в масштабах всей страны.

Многие государства в настоящее время разворачивают так называемые "умные" электросети, которые ориентированы на сбор информации, например о потреблении электроэнергии, при помощи "умных" электросчетчиков. Однако организация эффективного распределения энергии в масштабах государства еще не означает ее эффективного использования домовладельцами. Поэтому в ближайшее время стандартом для любого дома, возможно, станет устройство, способное распределять энергию, используемую в быту. По мнению американских энергетиков, твердотельные трансформаторы позволят оптимально управлять нагрузкой и потреблением энергии в каждом доме и дополнят "умную" национальную электросеть.

Современные трансформаторы - это устройства с одной функцией, которые понижают напряжение до "бытовых" 120-240 В. Новые полупроводниковые трансформаторы используют транзисторы, диоды, компьютерные чипы и могут быстро регулировать напряжение в широких пределах. В зависимости от потребностей дома они могут менять напряжение и силу тока, переходить от переменного к постоянному току и плавно подключать в домашнюю электросеть ветровые турбины и солнечные панели. Кроме того, они могут "общаться" с умной государственной электросетью, частными поставщиками электроэнергии и обеспечивать бесперебойное электропитание в сложных условиях.

Один из примеров применения таких "умных" трансформаторов - это зарядка электромобилей, которые получают все большее распространение. Сегодня зарядка емких аккумуляторов от бытовой сети с напряжением 220 В занимает до десяти часов. Зарядные устройства постоянного тока позволяют сократить время зарядки батареи, например, в новом Nissan Leaf время уменьшается с 8 часов до 30 минут. Но эти устройства неэффективны и рассеивают от 10 до 12% энергии. Новые домашние трансформаторы смогут заменить эти специальные (и недешевые) зарядные устройства, и при этом будут терять всего около 4% энергии. Более того, если несколько соседей поставят свои автомобили на зарядку, умные трансформаторы предотвратят перегрузку сети, замедляя зарядку или откладывая ее с учетом предпочтений пользователей, например, на те часы, когда электроэнергия дешевле.

Умный трансформатор также сможет принимать постоянный ток от солнечных панелей и отправлять его в домашнюю электросеть, исключив необходимость установки дополнительного оборудования.

Фактически умный трансформатор способен объединить любые источники энергии с совершенно разными характеристиками, от высоковольтной сети до бензинового генератора, и обеспечить бесперебойное питание дома без необходимости покупки многочисленных сложных систем для каждого типа оборудования. Кроме того, он может надежно поддерживать напряжение на минимальном уровне, необходимом для стабильной работы домашних приборов. По данным исследования, использование таких трансформаторов позволит сэкономить в США до 3% энергии, что в несколько раз больше, чем вырабатывается всеми американскими солнечными панелями.

Поступление первых серийных устройств в продажу ожидается в ближайшие несколько лет.