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Atom Power正在启动数字断路器的时代

在黑暗中,你的家庭地下室的阴暗深处挂着一个单调的灰色盒子,守卫着建筑物的电路。当存在过载或短路风险时,内部断路器可切断电流,确保您免受火灾或触电。这是一项关键的工作,也是断路器一直采用相当简单的,具有140年历史的机电技术。

但断路器即将进行数字化大修。结合计算能力和无线连接的新型半导体断路器可成为未来智能节能建筑的中心。

“这就像是通过电话拨打智能手机,具有我们以前从未想象过的功能,” 北卡罗来纳州夏洛特的Atom Power首席执行官兼联合创始人Ryan Kennedy说。“这是一个改变电力系统一切的平台。”

数字断路器一直是电力工程界的圣杯。Atom Power现已成为第一家获得Underwriters Laboratory (UL)认证的产品,该产品将基于碳化硅晶体管的断路器与软件相结合。虽然法律要求UL认证,但它是商业用途的行业安全标准。

断路器面板是建筑物中每个电路和设备的门户。但是这些电器本身,以及我们使用电源和与电网交互的方式正在发生变化。肯尼迪说:“我们不仅仅是打开和关闭东西了。” 如今,每个建筑物都有仪表,负载控制器,电涌保护设备,电源转换开关和需求管理系统来管理能源使用。这些系统添加在断路器之上。

智能连接断路器可以取代这些系统。他们将是一站式商店,监控能源使用,控制供暖和照明,在非高峰时段为电动汽车充电,以及在太阳能电池板和电网之间切换。“断路器可以执行今天十几种不同设备所具有的功能,”肯尼迪说。

今天的断路器是简单的机电开关。如果通过小电磁铁的电流超过一定水平,则磁铁的能量会从机械开关中抛出。机械过程需要几毫秒。

Atom Power的数字断路器工作速度提高了3,000倍。它本质上是一个大型碳化硅晶体管电路,可测量负载电流,并在电流水平危险时关闭晶体管。用户可以选择将面板连接到无线路由器或封闭的LAN网络,但断路器可以在没有在线连接的情况下自主运行。

与硅相比,碳化硅晶体管在更高的温度和开关速度下工作。该公司首席技术官兼联合创始人Denis Kouroussis说,断路器检测到短路并在10微秒内将其切断。他说,这种速度对于防止在商业和工业建筑中发现的大型高压断路器(即Atom Power的目标市场)中经常致命的电弧闪光 - 由短路引发的爆炸性火球至关重要。

价值数十亿美元的断路器市场由西门子,ABB,伊顿,东芝和施耐德电气等制造商主导。大多数人都试图制造数字断路器。肯尼迪说,固态断路器的工作已经进行了数十年,但材料科学和计算能力还不足以制造出有效的固态断路器,甚至10年前。“每个断路器内部都有传感和计算功能,因此速度快,但也很智能。”

西门子,ABB和伊顿都投资了Atom Power。但伊顿公司也在研究自己的技术。2017年,该公司与电力研究所和十几家公用事业公司合作,在大约80座建筑物中安装断路器。总部位于瑞典斯德哥尔摩的Blixt正在为住宅市场开发数字断路器。

固态断路器的高成本仍然是一个障碍。肯尼迪说他们的数字断路器的成本是机械断路器的两到五倍。但碳化硅技术的成本正在下降。他认为工业客户应该愿意为智能,安全的产品支付额外的价格,这也应该可能取代建筑物电气系统中的其他多个部件。

肯尼迪表示,该公司的第二代产品“将价格降低一半,性能翻倍”将于7月发布,并且已经有几个预订单。

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