Uygulamalar Türkiye

Güneş enerjisi mevcut en temiz ve en bol yenilenebilir enerji kaynağıdır. Güneş fotovoltaik (PV) hücreleri veya panelleri, güneş enerjisini elektriğe dönüştüren cihazlardır. Bu yeni milenyumdan itibaren yoğun bir geliştirme ve büyük ölçekli güneş paneli üretimi başlamıştır. Küresel güneş enerjisi kapasitesi 494.3'de 2018 GW'a ulaştı ve 1 ile 2019 arasında 2030 TW'nin üzerinde büyümesi bekleniyor (Kaynak: GlobalData Power Database). Bu dönemdeki kapasite ilavelerinin büyük kısmının Çin, Hindistan ve diğer Asya-Pasifik ülkelerinden geleceği tahmin ediliyor. Kurulu kapasitenin hızla büyümesi ve teknolojinin gelişmesiyle birlikte, güneş enerjisi PV kurmanın ortalama sermaye maliyeti önemli ölçüde azalıyor, ancak yine de ülkeden ülkeye büyük farklılıklar gösteriyor. Azalan üretim maliyeti ve hükümet programları, güneş enerjisi PV'nin ortalama sistem fiyatının düşmesine neden oluyor. Güneş PV santrallerinin küresel ortalama sermaye maliyeti 4,162 yılında 2010 $/kilovat (KW) iken 1,240'de 2018 $/kW'a ​​düştü ve çeşitli ülkelerdeki maliyet tahminlerine göre daha da düşerek 997 yılına kadar 2030 $'a ulaşacağı tahmin ediliyor. Aşağıdaki şekil göstermektedir. 2010 ile 2018 yılları arasında küresel Solar PV ve ilk beş solar PV ülkesinin ortalama sistem fiyatı eğilimi.

Solar PV Pazarı, küresel, önemli ülkelerin ve küresel ortalama maliyeti ($/KW), 2010–2018 (Kaynak: GlobalData)

Rekabeti sürdürmek için PV ve güç sistemi üreticileri sürekli olarak yeni teknolojiler arıyorlar. Güç dönüşüm verimliliği ve İnvertör ağırlığı / boyutu ve malzeme maliyeti, tasarımın dikkate alması gereken unsurlardır. Güneş enerjisi dönüştürücünün güç ve voltaj seviyeleri, uygulamalara göre değişir. Konut uygulamaları çoğunlukla 10kW'ın altındadır ve ticari uygulamalar genellikle 10kW ile 70kW arasında değişir. Şebeke ölçekli enerji santralleri 70kW'ın üzerindedir. Şu anda çoğu enerji santrali hala maksimum 1000V bara voltajı kullanıyor, ancak daha yakın zamanda geliştirilen büyük güneş enerjisi çiftlikleri PV voltajını 1500V'tan 1000V'a çıkarmaya başladı. Daha yüksek voltaj, yarı iletken ve bakır kayıplarını azaltabilir ve güç sistemi verimliliğini daha da artırabilir. 1500V bara gerilimi için 3 seviyeli boost ve invertör topolojileri, 1200V anahtarlama cihazlarıyla tek geçerli çözüm haline gelir.

SiC diyotlar PV boost dönüştürücü tasarımında yaygın olarak kullanılmaktadır ve SiC MOSFET'ler birçok yüksek performanslı invertör geliştirmede kullanılmıştır. Aşağıda PV invertör tasarımında kullanılan iki topoloji örneği verilmiştir.

TO-60 SiC MOSFET Çözümlü 247kW İnvertör

TO-1500 SiC MOSFET ve IV150E SiC Modül Çözümü ile 247V 1kW İnvertör IVCT, SiC diyot ve MOSFET performansını göstermek için 20kW aralıklı bir takviye dönüştürücü geliştirdi. Dönüştürücü dört adet 80mOhm 1200V IV1Q12080T4 MOSFTE ve dört adet 10A 1200V IV1D12010T3 diyot kullanır. 65kHz'de dönüştürücü, 99.4V giriş ve 600V çıkışla %800 verim elde eder. MOSFET'ler SiC MOSFET sürücüsü IVCR1401 tarafından sürülür. Aşağıdaki dalga formları temiz Vds'nin yükselen ve düşen kenarlarını göstermektedir.