Заявки

Сонячна енергія є найчистішою і найбільш обилеженою відновлюваною енергією, яка доступна. Сонячні фотоелектричні (PV) комірки або панелі є пристроями для перетворення сонячної енергії в електрику. Інтенсивний розвиток та масове виробництво сонячних панелей почалося з цього нового тисячолітя. Глобальна потужність сонячних PV досягла 494,3 ГВт у 2018 році і очікується, що вона зросте більше ніж на 1 ТВт між 2019 та 2030 роками (Джерело: GlobalData Power Database). Більша частина збільшення потужності протягом цього періоду, ймовірно, буде походити з Китаю, Індії та інших країн регіону Азія-Тихий океан. За швидкого зростання встановленої потужності та покращення технологій, середні капіталовкладення на встановлення сонячних PV значно зменшилися, але все ще сильно варіюють від країни до країни. Зменшення вартості виробництва та урядові програми призводять до зменшення середньої системної ціни сонячних PV. Глобальна середня капіталовкладення для сонячних станцій PV становила $4,162/кіловат (КВ) у 2010 році, зменшуючись до $1,240/кВ у 2018 році, і за оцінками кількох країн очікується, що вона спаде ще більше і досягне $997 до 2030 року. Наведена нижче діаграма показує тенденцію середньої системної ціни глобального сонячного PV та топ-п'яти країн сонячного PV між 2010 та 2018 роками.

Ринок сонячних ПВ, світовий, середні вартості ключових країн та світова ($/КВ), 2010–2018 (Джерело: GlobalData)

Щоб залишатися конкурентоспроможними, виробники ПВ-модулів та електроенергетичних систем неперестають шукати нові технології. Коефіцієнт перетворення потужності та вага/розмір інвертора, а також матеріальні витрати — це всі аспекти, які потрібно враховувати при дизайну. Рівні потужності та напруги сонячного конвертера варіюються залежно від застосувань. Домашні застосування переважно не перевищують 10 кВт, а комерційні зазвичай знаходяться в діапазоні від 10 кВт до 70 кВт. Енергетичні установки уtility-scale мають потужність більше 70 кВт. На сьогодні багато електростанцій все ще використовують максимальне шинне напруження 1000 В, але недавно розроблені великі сонячні ферми почали підвищувати ПВ-напруження до 1500 В з 1000 В. Вища напруга може зменшити втрати напівпровідників та міді та подальш зараз покращити ефективність електросистеми. Для шинної напруги 1500 В, 3-рівневі буст-схеми та інверторні топології стають єдиним допустимим рішенням з пристроями переключення на 1200 В.

Діоди SiC широко використовуються в проектуванні ПВ буст-конверторів, а транзистори SiC MOSFET використовуються в розробці багатьох високопродуктивних інверторів. Наведені нижче два приклади топологій, які використовуються в проектуванні ПВ інверторів.

60кW Інвертор з рішенням TO-247 SiC MOSFET

1500V 150кW Інвертор з рішенням TO-247 SiC MOSFET та модуля IV1E SiC IVCT розробила 20кW інтерлейновий буст-конвертор для демонстрації продуктивності діодів SiC та MOSFET. Конвертор використовує чотири MOSFTE 80mOhm 1200V IV1Q12080T4 та чотири діоди 10A 1200V IV1D12010T3. При частоті 65kHz конвертор досягає ефективності 99.4% з входом 600V та вихідом 800V. MOSFET керуються драйвером SiC MOSFET IVCR1401. Наведені нижче хвилі показують чисті краї Vds під час їх підвищення та спадання.