Toepassings

Soolar-energie is die skoonste en mees oorvloedige hernubare energiebron wat beskikbaar is. Soolar fotovoltaïese (PV) selle of panele is die toestelle wat soolar-energie omverander in elektrisiteit. Intensiewe ontwikkeling en groot-skaal produksie van soolar-panele het begin sedert hierdie nuwe duisendtal. Die wêreldwye soolar-PV-kapasiteit het 494,3GW bereik in 2018 en word verwag om deur meer as 1 TW te groei tussen 2019 en 2030 (Bron: GlobalData Power Database). Die meeste van die kapasiteitsverhoging tydens hierdie periode word geskat om uit Suid-Afrika, Indië en ander Asië-Pasifik-lande te kom. Met die vinnige groei van geïnstalleerde kapasiteit en tegnologiese verbeteringe, neem die gemiddelde aanvangskoste van die opstel van soolar-PV betekenisvol af, maar verskil steeds wyd van land tot land. Die afname in produksiekoste en regeringsinisiative lei daartoe dat die gemiddelde stelselprijs van soolar-PV afneem. Die wêreldwye gemiddelde aanfangskoste van soolar-PV-plante was $4,162/kilowatt (KW) in 2010, neem af na $1,240/kW in 2018, en word geskat om verder af te neem gebaseer op kosteverwagings in verskeie lande en om $997 te bereik deur 2030. Die figuur hieronder wys die gemiddelde stelselprijs-trend van wêreldwye Soolar PV en die top vyf soolar-PV-lande tussen 2010 en 2018.

Solaire PV-mark, globaal, gemiddelde koste van sleutelande en globaal ($/KW), 2010–2018 (Bron: GlobalData)

Om mededingend te bly, soek PV- en kragstelselvervaardigers voortdurend na nuwe tegnologieë. Kragomsettingsdoeltreffendheid en omvormer gewig/grootte en materiaalkoste is almal aspekte wat in 'n ontwerp oorgehou moet word. Die krag- en spanningvlakke van solêre omvormers wissel volgens toepassings. Huishoudelike toepassings is meestal onder 10kW, en kommersiële toepassings reik gewoonlik tussen 10kW en 70kW. Utiliteitskaalskragstasies is bo 70kW. Tans gebruik die meeste kragstasies nog 'n maksimum busspanning van 1000V, maar onlangse groot ontwikkelde solêre plaaslike het begin om die PV-spanning van 1000V na 1500V te verhoog. Hoër spanning kan halveerductor- en koperverliese verminder en verdere doeltreffendheid van die kragstelsel verbeter. Vir 'n 1500V busspanning word 3-vlakke boost en omvormertopologieë die enigste geldige oplossing met 1200V skakeltoestelle.

SiC-diodes is wydverspreid in PV-verhogingskonverterontwerp gebruik, en SiC MOSFETs word in baie hoë-prestasie omvormer-ontwikkeling gebruik. Hieronder volg twee topologievoorbeelde wat in PV-omvormerontwerp gebruik word.

60kW Omvormer met TO-247 SiC MOSFET-oplossing

1500V 150kW Omvormer met TO-247 SiC MOSFET en IV1E SiC-moduleoplossing. IVCT het 'n 20kW onderlinge verhoogkonverter ontwikkel om SiC-diodewerkverrigting en -MOSFET-werkverrigting te demonstreer. Die konverter maak gebruik van vier 80mOhm 1200V IV1Q12080T4 MOSFETs en vier 10A 1200V IV1D12010T3 diodes. By 65kHz bereik die konverter 99.4% doeltreffendheid met 'n 600V invoer en 800V uitvoer. Die MOSFETs word aangedryf deur die SiC MOSFET-stuurder IVCR1401. Die golwe vorm hieronder wys skoon Vds stygende en dalende kante.