Courtesy of InterestingEngineering

Terobosan Pemutus Sirkuit DC Cepat dari ORNL untuk Jaringan Listrik Masa Depan

Mengembangkan pemutus sirkuit berbasis semikonduktor bertegangan menengah yang dapat melindungi sistem arus searah (DC) dengan cepat, aman, dan terjangkau untuk mendukung kelancaran dan fleksibilitas jaringan listrik masa depan yang semakin menuntut kebutuhan tinggi.

05 Agt 2025, 04.09 WIB

120 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Pemutus sirkuit semikonduktor dapat meningkatkan keamanan sistem arus searah.
Pengembangan pemutus sirkuit baru sangat penting untuk mendukung pertumbuhan permintaan energi.
Arus searah menawarkan efisiensi yang lebih baik untuk aplikasi seperti pusat data dan manufaktur.

Oak Ridge, Amerika Serikat - Jaringan listrik di Amerika Serikat sedang menghadapi tantangan besar karena meningkatnya permintaan listrik dan penggunaan sumber energi modern. Arus searah atau DC menawarkan banyak keuntungan dibandingkan arus bolak-balik, terutama untuk sistem energi terbarukan dan pusat data, namun perangkat keamanan untuk DC masih terbatas dan lama merespons.

Peneliti di Oak Ridge National Laboratory (ORNL) telah mengembangkan pemutus sirkuit berbasis semikonduktor yang mampu melindungi sistem DC bertegangan menengah. Alat ini jauh lebih cepat daripada pemutus mekanis tradisional yang mengalami kesulitan menghentikan aliran listrik searah karena tidak adanya titik nol arus.

Teknologi baru mereka menggunakan thyristor yang dipasangkan dengan rangkaian eksternal untuk memaksa pemutusan arus dengan kecepatan sangat tinggi, kurang dari 50 mikrodetik untuk tegangan 1.400 volt — jauh lebih cepat dari teknologi sebelumnya.

Desainnya yang dapat diskalakan memungkinkan beberapa pemutus sirkuit dihubungkan secara seri sehingga dapat menangani tegangan hingga 10.000 volt, menjadikannya cocok untuk aplikasi nyata seperti pusat data AI dan manufaktur modern yang membutuhkan sistem DC bertegangan tinggi.

Inovasi ini diperkirakan akan membantu menekan biaya listrik, meningkatkan kapasitas jaringan tanpa perlu pembangunan infrastruktur mahal, dan mendukung transisi ke jaringan listrik yang lebih fleksibel dan efisien dengan penggunaan energi terbarukan.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/semiconductor-dc-breaker-grid-upgrade

Analisis Kami

"Inovasi semikonduktor ini memang terobosan penting yang membuka peluang besar untuk modernisasi jaringan listrik, terutama untuk integrasi energi terbarukan dan beban tinggi. Namun, tantangan implementasi dan biaya produksi massal tetap harus diatasi agar teknologi ini benar-benar bisa menggeser sistem pemutus sirkuit mekanis di pasar."

Analisis Ahli

Dr. Emily Chen (Electrical Engineering Professor)

"Pengembangan pemutus sirkuit DC bertegangan menengah ini sangat menjanjikan karena mengatasi kelemahan utama pemutus mekanis klasik dan memberikan respons cepat yang krusial untuk keselamatan sistem. Scalabilitasnya juga penting untuk mendukung jaringan listrik di masa depan dengan kapasitas besar."

Michael Turner (Grid Infrastructure Specialist)

"Teknologi thyristor yang dimodifikasi ini dapat menjadi solusi praktis dan ekonomis untuk tantangan pemutusan DC, namun integrasi ke dalam jaringan eksisting memerlukan protokol keamanan dan standar yang ketat untuk menjamin stabilitas sistem."

Prediksi Kami

Teknologi pemutus sirkuit DC bertegangan menengah ini akan mempercepat adopsi arus searah di jaringan listrik masa depan, meningkatkan efisiensi dan keamanan terutama pada sektor industri dan pusat data yang bergantung pada sistem DC, serta mengurangi biaya infrastruktur listrik.

Pertanyaan Terkait

Apa yang menjadi tantangan utama dalam penggunaan arus searah pada jaringan listrik?

Tantangan utama adalah pemutus sirkuit mekanis yang tidak dapat menghentikan aliran arus searah dengan cepat, yang dapat menyebabkan risiko kebakaran.

Bagaimana pemutus sirkuit semikonduktor yang dikembangkan oleh ORNL dapat meningkatkan keamanan?

Pemutus sirkuit semikonduktor dapat bereaksi hingga seratus kali lebih cepat, sehingga mengurangi risiko panas berlebih dan kebakaran.

Apa keuntungan dari menggunakan arus searah dibandingkan arus bolak-balik?

Keuntungan dari arus searah termasuk kehilangan jalur yang lebih sedikit, transmisi yang lebih murah, dan dukungan untuk aliran energi multi-arah.

Siapa yang memimpin proyek pengembangan pemutus sirkuit di ORNL?

Proyek pengembangan pemutus sirkuit di ORNL dipimpin oleh Prasad Kandula.

Apa tujuan dari penelitian ini terkait dengan infrastruktur jaringan listrik di masa depan?

Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan perangkat keras modular yang sesuai dengan kebutuhan jaringan listrik AS di masa depan.