Aplikasi

Tenaga suria adalah sumber tenaga yang paling bersih dan melimpah di kalangan sumber tenaga renewable yang tersedia. Sel atau panel fotovoltaik (PV) suria adalah peranti untuk menukarkan tenaga suria kepada elektrik. Pembangunan intensif dan pengeluaran skala besar panel suria bermula sejak milenium baru ini. Kapasiti solar PV global telah mencapai 494.3GW pada tahun 2018 dan dijangka tumbuh lebih daripada 1 TW antara 2019 dan 2030 (Sumber: GlobalData Power Database). Kebanyakan penambahan kapasiti semasa tempoh ini diperkirakan datang daripada China, India dan negara-negara Asia-Pacific lainnya. Dengan pertumbuhan pesat kapasiti terpasang dan peningkatan teknologi, kos modal purata memasang solar PV berkurang secara signifikan, tetapi masih bervariasi luas dari negara ke negara. Penurunan kos pengeluaran dan skim kerajaan menyebabkan harga sistem purata solar PV menurun. Kos modal purata global bagi kilang solar PV adalah $4,162/kilowatt (KW) pada tahun 2010, berkurang kepada $1,240/kW pada tahun 2018, dan dijangka turun lagi berdasarkan anggaran kos dalam beberapa negara dan akan mencapai $997 pada tahun 2030. Rajah di bawah menunjukkan trend harga sistem purata global Solar PV dan lima negara solar PV teratas antara 2010 dan 2018.

Pasaran PV Solar, purata kos negara utama dan global ($/KW), 2010–2018 (Sumber: GlobalData)

Untuk kekal bersaing, pembuat sistem PV dan kuasa sentiasa mencari teknologi baharu. Kecekapan penukaran kuasa dan berat/pSaiz inverter serta kos bahan adalah aspek-aspek yang perlu diperhitungkan dalam rekabentuk. Tahap kuasa dan voltan penukar solar berbeza mengikut aplikasi. Aplikasi perumahan biasanya di bawah 10kW, dan komersial umumnya berkisar antara 10kW hingga 70kW. Tapak kuasa skala utiliti adalah lebih dari 70kW. Kebanyakan tapak kuasa masih menggunakan voltan bus maksimum 1000V, tetapi tapak solar besar yang telah dibangunkan baru-baru ini telah mula meningkatkan voltan PV kepada 1500V dari 1000V. Voltan yang lebih tinggi boleh mengurangkan kerugian semikonduktor dan tembaga serta memperbaiki kecekapan sistem kuasa. Untuk voltan bus 1500V, topologi boost dan inverter 3 aras menjadi satu-satunya penyelesaian sah dengan peranti pemindahan 1200V.

Diode SiC telah digunakan secara meluas dalam reka bentuk peningkat PV, dan MOSFET SiC telah digunakan dalam banyak pembangunan inverter berprestasi tinggi. Berikut adalah dua contoh topologi yang digunakan dalam reka bentuk inverter PV.

inverter 60kW dengan Penyelesaian MOSFET SiC TO-247

inverter 1500V 150kW dengan Penyelesaian Modul SiC TO-247 MOSFET dan Modul SiC IV1E IVCT telah membangunkan peningkat boost bertindihan 20kW untuk menunjukkan prestasi diod SiC dan MOSFET. Peningkat itu menggunakan empat MOSFTEs IV1Q12080T4 80mOhm 1200V dan empat diod IV1D12010T3 10A 1200V. Pada 65kHz, peningkat itu mencapai kecekapan 99.4% dengan input 600V dan output 800V. MOSFET dipacu oleh pendorong MOSFET SiC IVCR1401. Gelombang di bawah menunjukkan tepi naik dan turun Vds yang bersih.