जब FAMU-FSU कॉलेज ऑफ इंजीनियरिंग के प्रोफेसर फैंग पेंग एक लड़के थे, तो उन्होंने बिजली की शक्ति और खतरे को प्रत्यक्ष रूप से देखा।वह मिडिल स्कूल में थे जब उनके सुदूर चीनी गृहनगर को पहली बार विद्युत सेवा प्राप्त हुई।उनके परिवार के पास केबल से जुड़ा एक पोर्टेबल, 15-वाट प्रकाश बल्ब था।बल्ब बदलना उसका काम था.

पेंग ने कहा, "एक रात, बल्ब खराब हो गया और मैंने बिल्कुल अंधेरे में उसे बदलने की कोशिश की।""मैंने गलती से अपना बायां अंगूठा सॉकेट में फंसा दिया और तुरंत चौंक गया। मेरे शरीर में बिजली दौड़ने से मैं कांपते हुए असंतुलित होकर मिट्टी के फर्श पर गिर गया। सौभाग्य से, मेरा दाहिना हाथ केबल में उलझ गया और सॉकेट खींच लियामेरे बाएँ हाथ से, नहीं तो मैं बच नहीं पाता।"

मृत्यु के उस अनुभव के बाद, पेंग ने बिजली को एक चुनौती के रूप में देखा।उन्होंने उस घटना का अध्ययन करना और "जानवर को वश में करना" जिसने उन्हें खतरे में डाल दिया था, को अपने जीवन का कार्य बना लिया, लेकिन अपने परिवार को रात में देखने की अनुमति भी दी।

पेंग का नवीनतम शोध उस मिशन को जारी रखता है।में प्रकाशित एक अध्ययन मेंवैज्ञानिक रिपोर्ट, वह दिखाता है कि कैसे उसने एक अर्धचालक उपकरण बनाया, जिसे जेड-सोर्स इन्वर्टर नाम दिया गया, शॉर्ट-सर्किट या ओपन-सर्किट गलती के मामले में वोल्टेज और करंट को तेजी से कम कर सकता है।

मौजूदा सुरक्षा तंत्र जो किसी खराबी के दौरान बिजली रोकते हैं, तेज़ी से काम करते हैं, लेकिन हमेशा पर्याप्त तेज़ी से नहीं।एक सामान्य सर्किट ब्रेकर को सक्रिय होने में लगभग 50 मिलीसेकंड लग सकते हैं - जो किसी व्यक्ति को मारने या आग भड़काने के लिए पर्याप्त है।पेंग का डिजिटल जेड-सोर्स कनवर्टर/इन्वर्टर 5 माइक्रोसेकंड या 1,000 गुना तेजी से सुरक्षा कर सकता है।

जब कोई सर्किट सामान्य रूप से काम कर रहा होता है, तो बिजली लाइनें और केबल चलती हैंबिजली का करंटजनरेटर से अंतिम उपयोगकर्ता तक की लंबी दूरी पर, जिसके उपयोग को विद्युत प्रणाली में लोड कहा जाता है।इंजीनियर आम तौर पर चाहते हैं कि अंतिम उपयोगकर्ताओं को बिजली प्रदान करने के लिए यह यथासंभव मजबूत रहे।लेकिन करंट वस्तु के माध्यम से तब प्रवाहित होता है जब कोई चीज सर्किट को तोड़ देती है या शॉर्ट कर देती है, जैसे कि गिरा हुआ पेड़।35,000 डिग्री फ़ारेनहाइट तक पहुंचने वाली विद्युत चमक के कारण सर्किट से संपर्क करने वाली वस्तुएं तेजी से गर्म हो सकती हैं और तीव्रता से जल सकती हैं।

पेंग का इलेक्ट्रॉनिक स्विच मौजूदा तरीकों की तुलना में शॉर्ट सर्किट का तेजी से पता लगाता है।यह अतिरिक्त घटकों की आवश्यकता के बिना इनपुट वोल्टेज की एक विस्तृत श्रृंखला को भी संभाल सकता है।यह लचीलापन इसे उन स्थितियों में उपयोगी बनाता है जहांबिजली की आपूर्तिस्थिर नहीं है या जब आपको विभिन्न वोल्टेज स्तरों के साथ कुशलतापूर्वक काम करने की आवश्यकता होती है।

उन्होंने कहा, "हमने बिजली स्रोत को लोड के प्रति अधिक प्रतिक्रियाशील बनाने का एक तरीका विकसित किया है।""अंतिम उपयोगकर्ताओं को ध्यान दिए बिना, हम तुरंत ला सकते हैंपावर ग्रिडबिना किसी विद्युत प्रवाह के सामान्य स्थिति में वापस आएँ।"

संयुक्त राज्य अमेरिका में हर साल गिरी हुई बिजली लाइनों के कारण सैकड़ों जंगल में आग लग जाती है।2023 माउ जंगल की आग अमेरिकी इतिहास की सबसे घातक आग में से कुछ थी।नेशनल फायर प्रोटेक्शन एसोसिएशन के अनुसार, आग तब लगी जब बिजली की लाइन पर गिरे एक पेड़ में आग लग गई।

पेंग ने कहा, "हमारे अध्ययन का उद्देश्य ऊर्जा स्रोत (वोल्टेज) को लोडिंग स्थिति के प्रति अधिक संवेदनशील बनाना है।""यदि अप्रत्याशित रूप से बड़ा करंट है, तो हम आग को रोकने के लिए वोल्टेज को एक सुरक्षित सीमा तक कम करना चाहते हैं। पारंपरिक जनरेटर करंट की परवाह किए बिना एक स्थिर वोल्टेज उत्पन्न करते रहते हैं।"

पेंग के समाधान का उपयोग मौजूदा बुनियादी ढांचे को सुरक्षित बनाने के लिए किया जा सकता है।

पावर ग्रिड में विविधता लानापुनःप्राप्य उर्जा स्रोतपसंदपवन वाली टर्बाइन, फोटोवोल्टिक सेल और ईंधन सेल वोल्टेज में वृद्धि और कमी को नियंत्रित करने का एक तरीका है।

पेंग ने कहा, "नवीकरणीय ऊर्जा के अलावा, एक और तरीका जिससे हम बिजली में वृद्धि को रोक सकते हैं, वह है कृत्रिम रूप से पावर कनवर्टर के साथ सिस्टम को विनियमित करना।""चाहे प्राकृतिक हो या कृत्रिम, हम कुछ ऐसा बनाना चाहते हैं जो आत्म-सुरक्षा, लचीलेपन और अतिरेक के साथ स्वायत्त रूप से काम करता है। एक विचार यह है कि सर्किट सिस्टम की डंपिंग और स्थिरीकरण प्रदान करने के लिए पावर इलेक्ट्रॉनिक्स और नियंत्रण द्वारा कार्यान्वित एक आभासी अवरोधक का उपयोग किया जाए।"

संयुक्त राज्य अमेरिका में अधिकांश विद्युत ग्रिड का निर्माण और विस्तार 1960 और 1970 के दशक में किया गया था।नीचे से आग के साथ-साथबिजली की लाइनों, पुराना बुनियादी ढांचा अन्य समस्याएं पैदा करता है, जैसे बिजली कटौती या साइबर हमलों के प्रति संवेदनशीलता।

पेंग ने कहा, "अब हमारे ग्रिडों का पुनर्निर्माण करने और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ 'जानवर को वश में' करने का समय आ गया है, एक नई पावर तकनीक जो 1980 के दशक में फलने-फूलने लगी थी जब मैंने अपना शोध करियर शुरू किया था।""मैं वास्तव में भाग्यशाली था कि मैं कई लोगों का शिष्य बन सकाबिजली के इलेक्ट्रॉनिक्सअग्रणी और विश्व नेता।एक बच्चे के पालन-पोषण के लिए एक गाँव की आवश्यकता होती है, और इस नए ग्रिड को बनाने के लिए पूरे समाज/विश्व की आवश्यकता होती है।"