Aplikasi

Tenaga suria adalah sumber tenaga boleh diperbaharui yang paling bersih dan paling banyak tersedia. Sel atau panel solar photovoltaic (PV) adalah peranti untuk menukar tenaga suria kepada elektrik. Pembangunan intensif dan pengeluaran panel solar berskala besar telah bermula sejak alaf baru ini. Kapasiti PV suria global telah mencapai 494.3GW pada 2018 dan dijangka berkembang lebih 1 TW antara 2019 dan 2030 (Sumber: Pangkalan Data Kuasa GlobalData). Kebanyakan penambahan kapasiti dalam tempoh ini dianggarkan datang dari China, India dan negara Asia Pasifik yang lain. Dengan pertumbuhan pesat kapasiti terpasang dan peningkatan teknologi, purata kos modal untuk menyediakan PV solar berkurangan dengan ketara, tetapi masih berbeza secara meluas dari negara ke negara. Penurunan kos pengeluaran dan skim kerajaan mengakibatkan penurunan harga sistem purata PV solar. Purata kos modal global loji PV solar ialah $4,162/kilowatt (KW) pada tahun 2010, berkurangan kepada $1,240/kW pada tahun 2018, dan dianggarkan menurun lagi berdasarkan anggaran kos di beberapa negara dan mencecah $997 menjelang 2030. Rajah di bawah menunjukkan trend harga sistem purata PV Solar global dan lima negara PV solar teratas antara 2010 dan 2018.

Pasaran PV Solar, global, kos purata negara utama dan global ($/KW), 2010–2018 (Sumber: GlobalData)

Untuk mengekalkan daya saing, pengeluar PV dan sistem kuasa sentiasa mencari teknologi baharu. Kecekapan penukaran kuasa dan Berat / saiz penyongsang dan kos bahan semuanya adalah aspek yang perlu dikira oleh reka bentuk. Tahap kuasa dan voltan penukar suria berbeza-beza berdasarkan aplikasi. Aplikasi kediaman kebanyakannya di bawah 10kW, dan komersial biasanya berkisar antara 10kW dan 70kW. Loji kuasa skala utiliti melebihi 70kW. Pada masa ini kebanyakan loji kuasa masih menggunakan voltan bas maksimum 1000V, tetapi baru-baru ini ladang solar besar yang dibangunkan telah mula meningkatkan voltan PV kepada 1500V daripada 1000V. Voltan yang lebih tinggi boleh mengurangkan kehilangan semikonduktor dan kuprum dan seterusnya meningkatkan kecekapan sistem kuasa. Untuk voltan bas 1500V, rangsangan 3 peringkat dan topologi penyongsang menjadi satu-satunya penyelesaian yang sah dengan peranti pensuisan 1200V.

Diod SiC telah digunakan secara meluas dalam reka bentuk penukar rangsangan PV, dan MOSFET SiC telah digunakan dalam banyak pembangunan penyongsang berprestasi tinggi. Berikut ialah dua contoh topologi yang digunakan dalam reka bentuk penyongsang PV.

Penyongsang 60kW dengan Penyelesaian MOSFET TO-247 SiC

Penyongsang 1500V 150kW dengan TO-247 SiC MOSFET dan IV1E SiC Module Solution IVCT telah membangunkan penukar rangsangan berjalin 20kW untuk menunjukkan prestasi diod SiC dan MOSFET. Penukar menggunakan empat MOSFTE 80mOhm 1200V IV1Q12080T4 dan empat diod 10A 1200V IV1D12010T3. Pada 65kHz, penukar mencapai kecekapan 99.4% dengan input 600V dan output 800V. MOSFET dipandu oleh pemacu SiC MOSFET IVCR1401. Bentuk gelombang di bawah menunjukkan Vd bersih naik dan turun tepi.