आवेदन

सौर ऊर्जा सबसे साफ़ और सबसे अधिक मात्रा में उपलब्ध नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत है। सौर फोटोवोल्टाइक (PV) कोशिकाएं या पैनल उपकरण हैं जो सौर ऊर्जा को बिजली में बदलते हैं। इस नए सहस्त्राब्दी के बाद से सौर पैनल का विकास और बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू हो गया है। 2018 में वैश्विक सौर PV क्षमता 494.3 गीगावाट (GW) तक पहुंच गई है और 2019 से 2030 तक 1 टेरावाट से अधिक बढ़ने की उम्मीद है (स्रोत: GlobalData Power Database)। इस अवधि के दौरान क्षमता के अधिकांश वृद्धि का अनुमान चीन, भारत और अन्य एशिया-प्रशांत देशों से होने का है। स्थापित करने की औसत पूंजी लागत में महत्वपूर्ण कमी आई है, लेकिन यह देशों के बीच बहुत अलग-अलग है। घटती उत्पादन लागत और सरकार की योजनाओं के कारण सौर PV की औसत प्रणाली कीमत में कमी आ रही है। 2010 में वैश्विक सौर PV संयंत्रों की औसत पूंजी लागत $4,162/किलोवाट (KW) थी, जो 2018 में $1,240/kW तक कम हो गई है और कई देशों के लागत अनुमानों के आधार पर 2030 तक और कम होकर $997 पहुंचने की अपेक्षा है। नीचे दिया गया चित्र 2010 से 2018 तक वैश्विक सौर PV और पांच सबसे बड़े सौर PV देशों की औसत प्रणाली कीमत का प्रवृत्ति दिखाता है।

सोलर PV बाजार, वैश्विक, मुख्य देशों की औसत लागत और वैश्विक ($/KW), 2010-2018 (स्रोत: GlobalData)

प्रतिस्पर्धा बनाए रखने के लिए, PV और पावर सिस्टम निर्माताओं को नई प्रौद्योगिकियों की तलाश चली रहती है। पावर कनवर्शन दक्षता और इन्वर्टर वजन/आकार और सामग्री की लागत डिज़ाइन को ध्यान में रखने योग्य पहलुओं में से हैं। सोलर कनवर्टर की शक्ति और वोल्टेज स्तर अनुप्रयोगों पर आधारित होते हैं। घरेलू अनुप्रयोग अक्सर 10kW से कम होते हैं, और व्यापारिक रूप से ये आमतौर पर 10kW से 70kW के बीच होते हैं। यूटिलिटी-स्केल पावर प्लांट 70kW से अधिक होते हैं। वर्तमान में अधिकांश पावर प्लांट 1000V अधिकतम बस वोल्टेज का उपयोग करते हैं, लेकिन हाल ही में विकसित बड़े सोलर फार्म PV वोल्टेज को 1000V से 1500V तक बढ़ाने लगे हैं। उच्च वोल्टेज कार्बाइड और तांबे की हानि को कम कर सकता है और पावर सिस्टम की दक्षता को और भी बढ़ा सकता है। 1500V बस वोल्टेज के लिए, 3-स्तरीय बूस्ट और इन्वर्टर टॉपोलॉजी 1200V स्विचिंग उपकरणों के साथ एकमात्र वैध समाधान बन जाती है।

SiC डायोड PV बूस्ट कनवर्टर डिज़ाइन में व्यापक रूप से उपयोग किए गए हैं, और SiC MOSFET कई उच्च-प्रदर्शन इनवर्टर विकास में उपयोग किए गए हैं। नीचे PV इनवर्टर डिज़ाइन में उपयोग की गई दो टॉपोलॉजी के उदाहरण दिए गए हैं।

60kW इनवर्टर TO-247 SiC MOSFET समाधान के साथ

1500V 150kW इनवर्टर TO-247 SiC MOSFET और IV1E SiC मॉड्यूल समाधान IVCT ने SiC डायोड और MOSFET प्रदर्शन को दर्शाने के लिए 20kW इंटरलीव्ड बूस्ट कनवर्टर का विकास किया है। कनवर्टर में चार 80mOhm 1200V IV1Q12080T4 MOSFETs और चार 10A 1200V IV1D12010T3 डायोड इस्तेमाल किए गए हैं। 65kHz पर, कनवर्टर 600V इनपुट और 800V आउटपुट के साथ 99.4% दक्षता प्राप्त करता है। MOSFETs को SiC MOSFET ड्राइवर IVCR1401 द्वारा चालित किया जाता है। नीचे दिए गए तरंगाकार चित्र स्पष्ट Vds बढ़ने और घटने के किनारों को दिखाते हैं।