Paraiškos

Saulės energija yra gryniausias ir daugiausiai prieinamas atnaujinamasis energijos šaltinis. Saulės fotovoltaikos (PV) elementai arba skydeliai yra įrenginiai, kurie konvertuoja saulės energiją į elektros energiją. Intensyvus kūrimas ir masinė saulės skydelių gamyba pradėjo plėstis nuo šio naujo tūkstantmečio. 2018 m. visuotinė saulės PV pajėgumas pasiekė 494,3 GW ir tikimasi, kad iki 2030 m. augs daugiau nei 1 TW (Šaltinis: GlobalData Power Database). Dauguma pajėgumo plėtros per šį laikotarpį tikimasi būti iš Kinijos, Indijos ir kitų Ramiojo vandenyno regiono šalių. Su greitu pajėgumo didėjimu ir technologiniu pažangumu, vidutinė kapitalo sąnaudų suma dėl saulės PV sistemų nustatymo mažėja esminiu būdu, tačiau vis dar skiriasi pagal šalis. Mažėjančios gamybos sąnaudos ir valstybės programos lemia mažėjančią vidutinę saulės PV sistemos kainą. 2010 m. visuotinė vidutinė kapitalo sąnauda dėl saulės PV elektrinės buvo $4 162/vatara (KW), sumažėjęs iki $1 240/kW 2018 m., o pagal kelias šalių kainų įvertinimus, tikimasi, jog jis toliau sumažės ir pasieks $997 iki 2030 m. Žemiau pateikta diagrama rodo globalios saulės PV ir penkių geriausių saulės PV šalių vidutinės sistemos kainos tendenciją tarp 2010 ir 2018 metų.

Saulės PV rinka, globali, galiojančios šalių ir globalinė ($/KW) vidutinė kaina, 2010–2018 m. (Šaltinis: GlobalData)

Norint likti konkurencingiems, PV ir jėgos sistemos gamintojai visada ieško naujų technologijų. Jėgos konversijos efektyvumas bei inverterio svoris/dydis ir medžiagų kainos yra aspektai, kurie privalomi įvertinti projektavimo metu. Saulės konverterių jėgos ir slapyvardžių lygiai skiriasi atsižvelgiant į panaudojimą. Gyventojams skirti taikymai dažniausiai yra žemesni nei 10 kW, o komerciniams tikslams jie paprastai kinta tarp 10 kW ir 70 kW. Energijos tinklams skirti jėgos stotys yra aukštesnės nei 70 kW. Šiuo metu dauguma jėgos stotybių dar naudoja maksimaliąją 1000V bus voltąžį, tačiau neseniai sukurti dideli saulės elektrinės pradėjo didinti PV voltąžį iki 1500V iš 1000V. Aukštesnis voltas gali sumažinti poluprovodnikų ir angliausis medaus nuostolius bei tobulinti jėgos sistemos efektyvumą. Dėl 1500V bus voltažo, 3-jų lygių boost ir inverterio topologijos tampa vienintelėmis galiojančiomis sprendimų su 1200V perjungimo prietaisais.

SiC diodai buvo plačiai naudojami PV boost konverterio dizainui, o SiC MOSFET'ai - daugelyje aukštos našumų inverterių kūrimui. Pateikiami du topologijos pavyzdžiai, naudojami PV inverterių dizaine.

60kW Inverteris su TO-247 SiC MOSFET sprendimu

1500V 150kW Inverteris su TO-247 SiC MOSFET ir IV1E SiC moduliu sprendimu. IVCT sukūrė 20kW tarpusavio jungiamojo boost konverterį, kad parodytų SiC diodo ir MOSFET našumą. Konverteris naudoja keturis 80mOhm 1200V IV1Q12080T4 MOSFET'us ir keturis 10A 1200V IV1D12010T3 diodus. Su 65kHz dažniu, konverteris pasiekia 99,4% našumą su 600V įvesties ir 800V išvesties. MOSFET'ai valdomi naudojant SiC MOSFET valdytoją IVCR1401. Apačioje pavaizduoti signalai rodo gryną Vds kilimo ir žūvio kraštines.