CCell Renewables является океанологической компанией, деятельность которой направлена на борьбу с береговой эрозией и развитие морских экосистем путем восстановления и культивирования новых коралловых рифов. Согласно последним данным, свыше 70% береговых линий подвержены эрозии. Таким образом, под угрозой находятся жизнь и материальное благополучие 200 млн людей по всему миру, зависящих от состояния коралловых рифов.

Функционирование системы выращивания коралловых рифов от компании CCell основано на осаждении карбоната кальция (известняка) в процессе электролиза морской воды с помощью больших стальных каркасов, выполняющих роль электродов (анодов и катодов). Каркасная конструкция используется как исходная структура для формирования нового рифа. Революционность этого метода в том, что он позволяет всего за пять, а не сотни, лет получить очень крепкую известняковую основу для выращивания кораллов. Для электропитания систем выращивания коралловых рифов компания CCell применяет также возобновляемые источники энергии – солнце, ветер и волны.

Основная проблема использования этих источников в том, что их выходное напряжение изменяется в широких пределах. Известняковую конструкцию, на которой растет коралл, необходимо формировать с оптимальной скоростью, без примесей и с прочной молекулярной решеткой. При малейших отклонениях в процессе электролиза кораллы не смогут расти на каркасе, а известняк может оказаться некрепким. Следовательно, схема подачи питания должна обеспечить высокую степень контроля, точности и работу в широком диапазоне сложных условий.

Схема подачи питания

С учетом широкого диапазона меняющегося входного напряжения и необходимости в жестком регулировании разности потенциалов (электрического поля) между электродами в «комфортной зоне» с напряжением 1,2–4 В, компания Vicor порекомендовала использовать факторизованную архитектуру электропитания (FPA) для подачи тока  точно рассчитанной силы проходящего через морскую воду.

В системе FPA функция DC/DC преобразования возлагается на два модуля: повышающий/понижающий модуль предварительной стабилизации (PRM) и модуль трансформации напряжения (VTM), с помощью которых оптимизируется схема подачи питания для регулировки и преобразования напряжения.

В модуле PRM, работающем с входным напряжением в широком диапазоне, используется топология переключения при нулевом напряжении (ZVS), благодаря чему обеспечиваются очень высокий КПД и удельная мощность. Кроме того, PRM-модули можно легко включить параллельно друг другу, чтобы повысить выходную мощность. VTM представляет собой резонансный нерегулируемый преобразователь с постоянным коэффициентом преобразования и высокой плотностью тока. Слаженно работая друг с другом, PRM-модуль стабилизирует требуемое для электролиза напряжение, а VTM-модуль осуществляет понижающее преобразование и подачу тока на электроды.

«У этого уникального и сложного приложения – много постоянно меняющихся переменных, требующих точного измерения и контроля для ускоренного роста рифов, – считает Уилл Бейтман (Will Bateman), главный исполнительный директор компании CCell. – Используя архитектуру FPA, нам удалось обеспечить высокую производительность оборудования, с помощью которого мы надеемся добиться успехов в восстановлении экосистем и сообществ в масштабах всей планеты».

В настоящее время компания CCell готовится к выращиванию нового рифа длиной 200 м у берегов Мексики.

Шифр новости V377