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太陽エネルギーは、入手可能な最もクリーンかつ豊富な再生可能エネルギー源です。太陽光発電（PV）セルまたはパネルは、太陽エネルギーを電気に変換する装置です。この新世紀以降、集中的な開発と大規模なソーラーパネル生産が始まりました。世界の太陽光発電容量は494.3年に2018GWに達し、1年から2019年の間に2030TW以上増加すると予想されています（出典：GlobalData Power Database）。この期間中の容量追加のほとんどは、中国、インド、その他のアジア太平洋諸国によるものと推定されています。設置容量の急速な増加と技術の向上により、太陽光発電を設置するための平均資本コストは大幅に減少していますが、国によって依然として大きく異なります。生産コストの低下と政府の計画により、太陽光発電の平均システム価格が低下しています。太陽光発電プラントの世界平均資本コストは、4,162年には2010キロワット（KW）あたり1,240ドルでしたが、2018年には997kWあたり2030ドルに減少し、いくつかの国のコスト推定に基づくとさらに低下し、2010年までに2018ドルに達すると予測されています。下の図は、XNUMX年からXNUMX年までの世界の太陽光発電と上位XNUMXカ国の太陽光発電システム価格の平均動向を示しています。

太陽光発電市場、世界、主要国と世界の平均コスト（$/KW）、2010～2018年（出典：GlobalData）

競争力を維持するために、PV および電力システム メーカーは、新しいテクノロジーを絶えず探しています。電力変換効率、インバーターの重量/サイズ、材料コストはすべて、設計で考慮する必要がある側面です。ソーラー コンバーターの電力と電圧レベルは、アプリケーションによって異なります。住宅用アプリケーションはほとんどが 10kW 未満で、商業用は一般的に 10kW から 70kW の範囲です。ユーティリティ規模の発電所は 70kW を超えます。現在、ほとんどの発電所は依然として最大 1000V のバス電圧を使用していますが、最近開発された大規模な太陽光発電所では、PV 電圧を 1500V から 1000V に上げ始めています。電圧を高くすると、半導体と銅の損失が減り、電力システムの効率がさらに向上します。1500V のバス電圧の場合、3 レベル ブーストおよびインバーター トポロジーが、1200V スイッチング デバイスを使用した唯一の有効なソリューションになります。

SiC ダイオードは PV ブースト コンバータの設計に広く使用されており、SiC MOSFET は多くの高性能インバータの開発に使用されています。以下は、PV インバータの設計で使用される 2 つのトポロジの例です。

TO-60 SiC MOSFETソリューションを搭載した247kWインバータ

TO-1500 SiC MOSFET と IV150E SiC モジュール ソリューションを備えた 247V 1kW インバーター IVCT は、SiC ダイオードと MOSFET のパフォーマンスを実証するために、20kW インターリーブ ブースト コンバーターを開発しました。コンバーターは、80 つの 1200mOhm 1V IV12080Q4T10 MOSFTE と 1200 つの 1A 12010V IV3D65T99.4 ダイオードを使用します。600kHz では、コンバーターは 800V 入力と 1401V 出力で XNUMX% の効率を達成します。MOSFET は、SiC MOSFET ドライバー IVCRXNUMX によって駆動されます。以下の波形は、クリーンな Vds の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジを示しています。