طور باحثون في مختبر أوك ريدج الوطني (ORNL) قاطع دائرة جديدًا يعمل بسرعة تفوق مئات المرات سرعة قواطع الدائرة التقليدية، مما يمهد الطريق لتطوير شبكة كهربائية أمريكية أكثر أمانًا وكفاءة.

أفاد فريق البحث بأنهم طوروا قاطع دائرة متوسط الجهد قادرًا على التعامل مع تيارات تيار مستمر أعلى بتكلفة أقل. يمكن للجهاز قطع تيار بجهد 1400 فولت في أقل من 50 ميكروثانية، وهي سرعة حاسمة لحماية أنظمة الطاقة ذات التيار المستمر (DC) من الجيل التالي.

وأشار الباحثون في بيان صحفي إلى أن قواطع الدائرة شبه الموصلة السابقة كانت باهظة الثمن، غير قادرة على المنافسة اقتصاديًا مع قواطع الدائرة الميكانيكية للتيار المتردد، وغير قادرة على دفع استخدام شبكات التيار المستمر على نطاق واسع. كما أنه لا توجد قواطع دائرة تجارية قادرة على التعامل مع جهود تيار مستمر تزيد عن 2000 فولت، ومعظمها لا يصل حتى إلى نصف هذا الرقم.

يجعل هذا الاختراق تطبيق شبكات التيار المستمر عالية الطاقة على نطاق واسع ممكنًا. أثبت فريق ORNL أن التكنولوجيا يمكن توسيعها من خلال توصيل قواطع الدائرة على التوالي. صمم الباحثون الحلول واختبروها في سلسلة من قواطع الدائرة بجهود تشغيل تصل إلى 1800 فولت. حاليًا، يعملون على أنظمة قادرة على التعامل مع جهد 10000 فولت المطلوب لتطبيقات مثل مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي المستقبلية.

استخدم الفريق أشباه موصلات رخيصة ومتينة تُعرف باسم الثايرستور (thyristor) لتصنيع قاطع الدائرة. يوضح البيان الصحفي أن الثايرستور رخيص الثمن، مما يجعل المفاتيح القائمة على أشباه الموصلات تنافسية لأول مرة. ومع ذلك، يعاني الثايرستور من قيد رئيسي يتمثل في عدم إمكانية إيقافه بسهولة، وقد حل مهندسو ORNL هذه المشكلة من خلال تصميم دائرة خارجية جديدة تفرض إيقاف التيار، مما يجعل التكنولوجيا تنافسية اقتصاديًا لأول مرة.