Ansøgninger

Solenergi er den reneste og mest omfattende vedvarende energikilde til rådighed. Solcelle- (PV) celler eller paneler er enhederne, der konverterer solenergi til elektricitet. Intensiv udvikling og stor skala produktion af solcellspanele har begyndt siden dette nye årtusinde. Global sol-PV kapacitet nåede 494,3 GW i 2018 og forventes at vokse med over 1 TW mellem 2019 og 2030 (Kilde: GlobalData Power Database). Den største del af kapacitetsudvidelsen under denne periode estimeres at komme fra Kina, Indien og andre lande i Asien-Pacific regionen. Med den hurtige vækst i installeret kapacitet og teknologiske forbedringer reduceres den gennemsnitlige kapitalomkostning for opsætning af sol-PV betydeligt, men varierer stadig meget fra land til land. De faldende produktionsomkostninger og regeringsinitiativer resulterer i en faldende gennemsnitlig systempris for sol-PV. Den globale gennemsnitlige kapitalomkostning for sol-PV anlæg var $4,162/kilowatt (KW) i 2010, reduceret til $1,240/kW i 2018, og estimeres at falde yderligere baseret på omkostningsberegninger i flere lande og når $997 i 2030. Figurerne nedenfor viser tendensen for gennemsnitlig systempris for global sol-PV og de fem førende sol-PV lande mellem 2010 og 2018.

Solcelle-PV-marked, globalt, gennemsnitlig omkostning af vigtige lande og globalt ($/KW), 2010–2018 (Kilde: GlobalData)

For at blive konkurrencedygtige søger producenter af solcelle-PV og strømsystemer løbende nye teknologier. Strømkonverteringseffektivitet og invertervægt/størrelse og materialeomkostninger er alle aspekter, som en design skal tage højde for. Solkonverterens effekt- og spændingsniveauer varierer afhængig af anvendelsen. Boligbrugere ligger i de fleste tilfælde under 10 kW, mens erhvervsanvendelser normalt ligger mellem 10 kW og 70 kW. Effektplanter på utilstrækkelig skala er over 70 kW. For tiden bruger de fleste kraftværker stadig en maksimal bus-spænding på 1000V, men nylig udviklede store solceller har begyndt at øge PV-spændingen til 1500V fra 1000V. En højere spænding kan reducere halvleder- og kobbertab og yderligere forbedre effektiviteten af strømsystemet. For en bus-spænding på 1500V bliver 3-niveau boost og invertertopologier den eneste gyldige løsning med 1200V-skifteenheder.

SiC-dioder er blevet bredt brugt i PV-boost konverter design, og SiC MOSFET'er er blevet anvendt i mange højydelse inverterudviklinger. Følgende er to topologi eksempler, der bruges i PV-inverter design.

60kW Inverter med TO-247 SiC MOSFET-løsning

1500V 150kW Inverter med TO-247 SiC MOSFET og IV1E SiC-modul løsning. IVCT har udviklet en 20kW interlevet boost konverter for at demonstrere SiC-diode og MOSFET ydeevne. Konverteren bruger fire 80mOhm 1200V IV1Q12080T4 MOSFET'er og fire 10A 1200V IV1D12010T3 dioder. Ved 65kHz opnår konverteren 99.4% effektivitet med 600V input og 800V output. MOSFET'erne drives af SiC MOSFET driver IVCR1401. Bølgeformerne nedenfor viser klare Vds stignings- og faldkanter.