יישומים

אנרגיה אנרגיה שמשית היא האנרגיה התחדשת הנקייה והכי מרובה זמינות הזמינה. תאים או לוחות פוטו-וולטאיים (PV) הם המכשירים המהווים את אנרגיית השמש לאנרגיה חשמלית. פיתוח מועבר ויצור מסיבי של לוחות שמש החל מאז המילניום החדש. הקיבולת העולמית של PV השמש הגיעה ל-494.3GW ב-2018 ומצופה שתגדל בכ-1 טרה-וואט בין 2019 ל-2030 (מקור: מסד נתונים גלובאלדאטה). רוב ההגדלה של הקיבולת במהלך תקופה זו צפויה לבוא מהסינ, הודו ובתי ספר אסיה-פסיפיק. עם הצמיחה המהירה של הקיבולת המותקנת והשפרות הטכנולוגיות, עלות ההון הממוצעת להתקנת PV שמש ירדה באופן משמעותי, אך עדיין משתנה בצורה רחבה ממדינה למדינה. ירידת עלות הייצור והסכמות ממשלתיות מובילות לירידה במחיר הממוצעת של מערכת PV השמש. עלות ההון הממוצעת העולמית של מפעלי PV השמש הייתה $4,162/킬וואט (KW) ב-2010, ירדה ל-$1,240/kW ב-2018, וצפויה לרדת עוד יותר בהתבסס על הערכות עלויות במספר מדינות ולהגיע ל-$997 עד 2030. התמונה שלהלן מציגה את מגמת מחיר המערכת הממוצעת של PV השמש העולמי והמדינות החמישיות המובילות בתחום PV השמש בין השנים 2010 ל-2018.

שוקת סולר PV, ממוצע העלות של מדינות מפתח וגלובלי ($/KW), 2010-2018 (מקור: GlobalData)

כדי להישאר תחרותיים, יצרני PV ומערכות חשמל מחפשים תמיד טכנולוגיות חדשות. יעילות המרה חשמלית, משקל/גודל הפוך והעלות של החומרים הם כלם גורמים שעיצוב צריך לקחת בחשבון. רמות הכוח והמתח של הממיר הסולרי משתנות בהתאם לتطبيقات. בתי מגורים הם בדרך כלל מתחת ל-10 ק"ו, ומסחריים נמצאים בדרך כלל בין 10 ק"ו ל-70 ק"ו. מתקנים גדולים יותר של מפעלים חשמליים הם מעל 70 ק"ו. כיום רוב מתקני הכוח עדיין משתמשים במתח שורת עליון של 1000V, אך מתקני סולר גדולים שנבנו לאחרונה התחילו להעלות את המתח של PV מ-1000V ל-1500V. מתח גבוה יכול להפחית אבדות במחטנים ובנחושת לשפר את יעילות מערכת הכוח. עבור מתח שורת עליון של 1500V, טופולוגיות של מגדיל ופוך ברמת 3 הם הפתרון היחיד עם מכשיריswithching של 1200V.

דיאודות SiC נמצאות בשימוש רחבה בתכנון מגדלי PV, ו-MOSFETs של SiC נמצאים בשימוש בהVELOPMENT הפוך של הרבה ביצועים גבוהים. מהלך הם שני דוגמאות טופולוגיה בשימוש בתכנון הפוך של PV.

הפוך 60kW עם פתרון MOSFET SiC TO-247

הפוך 1500V 150kW עם פתרון מודול SiC TO-247 ו-IV1E SiC IVCTwickל את המגדל ה-20kW המורכב להדגמת הביצועים של הדיאודה וה-MOSFET SiC. המגדל משתמש בארבעה MOSFTEs 80mOhm 1200V IV1Q12080T4 ואחרי דיאודות 10A 1200V IV1D12010T3. ב-65kHz, המגדל מגיעה לביצוע של 99.4% עם קלט של 600V ופלט של 800V. ה-MOSFETs מונעים על ידי מונע MOSFET SiC IVCR1401. התמונות למטה מראות קצוות עלייה וירידה נקיים של Vds.