إن وحدات SiC (كربيد السيليكون) على وشك إحداث اضطراب خطير في بعض الأسواق، حيث أن أنظمة السيارات الكهربائية أو تخزين الطاقة المتجددة هي المرشحة المفضلة. توفر أشباه الموصلات المعدنية الفائقة المزعومة هذه "علامة فارقة في كفاءة الطاقة"، وهي ضرورية لتقدم الطاقة المستدامة بالإضافة إلى تقنيات التنقل الجديدة. لقد أوضحت التكرارات السابقة لهذه الورقة الصفات الفريدة لتقنية SiC، ولكن من الضروري إجراء فحص أكثر تعمقًا إذا كان الشخص يرغب حقًا في فهم ما سيقدمونه من حيث صلته بكل شيء آخر يعزز خطوطنا.
استعد لتحقيق اختراق في كفاءة الطاقة
تعد وحدات SiC خطوة كبيرة للأمام في مجال إلكترونيات الطاقة. أصبحت المكونات القائمة على السيليكون معيارًا فعليًا في الأنظمة الإلكترونية وتم استخدامها لسنوات عديدة. كانت هذه التطبيقات مجالًا كلاسيكيًا للترانزستورات القائمة على السيليكون، لكن موصليتها الحرارية السيئة فرضت حدًا أعلى للحزم. في الطرف المقابل من الطيف، تعمل الأجزاء المرتبطة بمادة SiC على تقليل الخسائر لدرجة أنها لا تمثل سوى 25 بالمائة من الخسارة مقارنة بمكافئاتها من السيليكون لأن هذه الأجزاء قادرة على العمل بشكل أكثر أمانًا في درجات حرارة مرتفعة وترددات أعلى. إن الحل عالي الكثافة للطاقة الذي يمكّن المستخدمين بشكل فعال من تحقيق مستويات أعلى من كفاءة النظام سوف يقلل في النهاية من حاجتهم إلى التبريد في الأنظمة ويسمح لهم بتحقيق أقصى قدر من الكفاءة الممكنة مع فئة E RFPA. استخدام تكنولوجيا SiC كأساس لتحقيق هذه الأهداف البيئية.
الأخبار: في مجال النقل، WHOA - SiC هو الطريق الصحيح
بالإضافة إلى ذلك، يتم الدفع بالنشر السريع لوضع النقل الأكثر مراعاة للبيئة بواسطة وحدات SiC أيضًا. تتمتع محولات ووحدات التحكم SiC بنعمة كاملة للسيارات الكهربائية حيث تعتبر هذه التكنولوجيا ذات أهمية حاسمة في تقليل استدامة المركبات الكهربائية. وتشمل هذه الوحدات وحدات إعادة شحن أسرع، وكثافة طاقة موسعة لكل كيلووات في الساعة لخلاياها الفردية، ووزنًا أقل في نظام البطارية الكامل - مع كفاءة عالية جدًا باستخدام مواد نادرة قليلة أو معدومة.
العلوم في وحدات SiC: البداية
سيتم تحديد هذا السحر لنماذج تبديل مواد SiC. فجوة النطاق الواسعة لكربيد السيليكون، وهي خاصية مهمة في فيزياء الحالة الصلبة، تحدد مدى جودة سلوك المادة في ظل الفولتية العالية قبل أن تنضب. طاقة أعلى بحجم ووزن أصغر مع إمكانية الواجهة المزدوجة، من الممكن تصغير الأجهزة القادرة على التعامل مع كثافات طاقة أعلى. يعمل SiC بمقاومة أقل من السيليكون أيضًا، مما قد يقلل من خسائر التوصيل والتحويل؛ وفي الوقت نفسه، فهي مادة سريعة يمكنها دعم المفاتيح عالية السرعة لجعل تحويل الطاقة أكثر فعالية. ولتحقيق هذه الغاية، تفتح تقنية SiC الباب أمام مستويات جديدة من أداء الطاقة والدوائر مع إنتاج غير مسبوق من الذروة إلى المتوسط مقارنة بنسب كفاءة الحجم.
وحدة SiC العديد من التطبيقات
وتقوم حاليًا بدمج وحدات SiC للتطبيقات التي تمتد إلى ما هو أبعد من صناعة السيارات. وقد رافق ذلك استفسارات تتعلق بالطرق التي تعمل بها تقنية SiC على تحسين أداء عاكس الطاقة الشمسية، ودعم الإلكترونيات عالية الأداء لأنظمة الطيران ذات الوزن المنخفض بشكل كبير ودفع محركات المحركات الصناعية التي أصبحت أكثر كفاءة - وأقل اعتمادًا على الطاقة - من أي وقت مضى. لحسن الحظ، حتى المعدات الطبية يمكن أن تستفيد من هذا العامل الصغير إلى جانب تحسينات موثوقة من SiC MTTE (متوسط الوقت المتوقع لعمر النظام) وتؤدي إلى نتائج أفضل للمرضى. قد يكون تعدد استخدامات وحدات SiC هو المفتاح لقدرتها على تعطيل العديد من الصناعات / التطبيقات المختلفة.
ابتكارات الجيل التالي في نظام الطاقة المعتمد على SiC
تعتبر أبحاث Darkhouse إيجابية بنفس القدر فيما يتعلق بوعد إلكترونيات الطاقة القائمة على SiC [120]. تساهم الوظائف المجمعة في حزمة واحدة، مثل وحدات الطاقة المتكاملة والتطورات في المواد ذات فجوة النطاق الأعلى (على سبيل المثال، نيتريد الغاليوم على ركيزة SiC) في أنظمة جديدة من شأنها أن تؤدي أداءً لم يسبق له مثيل. علاوة على ذلك، من المتوقع أيضًا أن يؤدي جعل التصنيع أكثر كفاءة في استخدام الكربون وتقليل الدولة نفسها إلى خفض أسعار تكنولوجيا كربيد السيليكون ككل في جميع القطاعات التي يتم إطلاق صناعات متعددة في وقت واحد.
ستعمل وحدات SiC على تحسين أداء التصميم الكهربائي لأنها تزيد من الكفاءة والاستدامة والقوة التكنولوجية الشاملة. من الجيد أن نرى أننا نتحرك نحو عالم ستكون فيه حياة الناس أكثر أمانًا من هذا النوع من الأشياء لأنه الآن بعد كل هذا، أصبح الطريق مفتوحًا على مصراعيه لجعل استخدام الطاقة أكثر خضرة وتوفيرًا في حياتنا اليومية. ثورة أنظمة الطاقة الإلكترونية القائمة على SiC: نظرة عامة على إدارة الطاقة المستقبلية (في يونيو 2020)