太陽能市場升溫 逆變器價格有望走低
人類社會的不斷發(fā)展伴隨著更多的能源消耗,因而尋找新能源成為人們面臨的緊迫課題。既要維系工業(yè)經濟的發(fā)展,又要降低“碳”排放,一個重要途徑就是加大開發(fā)利用太陽能等新能源。對此,世界各國相繼加大投入太陽能發(fā)電,以替代石油、燃煤等傳統(tǒng)能源。
在眾多可再生能源之中,太陽能廣受關注,事實上全球范圍內正掀起太陽能發(fā)電的新浪潮。發(fā)達國家方面,美國計劃到2025年要使可再生能源發(fā)電量占到電力供應總量的25%;到2020年,日本的太陽能發(fā)電量將會達到2005年的20倍左右;到2030年,將達到40倍左右。發(fā)展中國家對太陽能的關注度也很高,中國到2020年可再生能源將占到電力供應總量的12.5%;在印度,到2012年可再生能源的份額將達到12%。
提高效率需逆變器撐腰
新興市場的崛起,往往意味著新機會的誕生。太陽能作為一種新能源,為電池制造、電源轉換等相關企業(yè)提供了發(fā)揮的新舞臺。談到新能源未來應用前景,國際整流器公司(IR)戰(zhàn)略市場開發(fā)副總裁Alberto Guerra指出:“對于家庭及商業(yè)環(huán)境來說,未來的省電節(jié)能策略是使用智能電網(wǎng)及智能家電,而且進一步使用太陽能(及風力)技術來發(fā)電。”
由于光伏發(fā)電系統(tǒng)產生的電流為直流電,但民用電力以交流供電為主,而且太陽能發(fā)電最終將走向并網(wǎng)運行,這就意味著太陽能發(fā)電必須通過逆變器將直流電轉換為交流電來驅動家用電器等負載。因此,逆變器在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中具有舉足輕重的作用。
逆變器的主要功能是將電源的可變直流電壓輸入轉變?yōu)闊o干擾的交流正弦波輸出,既可供設備使用,也可反饋給電網(wǎng)。除了實現(xiàn)交直流的轉換之外,逆變器還能執(zhí)行其它功能,如將電路斷開,避免電路因電流突波而損壞,此外還能為電池充電、對數(shù)據(jù)的使用和性能進行存儲,以及跟蹤最大功率點(MPPT)等,以盡可能提高發(fā)電的效率。
“提高中大功率太陽能發(fā)電系統(tǒng)能源效率,逆變器是一個重要環(huán)節(jié),它是保證太陽能轉換效率和投資回報的關鍵因素。”英飛凌科技(中國)有限公司家電及工業(yè)功率器件市場經理陳子穎特別強調提高太陽能發(fā)電系統(tǒng)的要點在于逆變器。
盡管近年來太陽能電池制造企業(yè)一直致力于提高太陽能電池的光電轉換效率,但是就2010年2月太陽能電池的最高光電轉換效率來看,15cm×15cm厚200μm的太陽能電池也只能實現(xiàn)19.3%的轉換效率。由于太陽能面板的光電轉換效率相對低(平均約在15%左右),所以,從太陽能面板盡可能多獲得輸出功率的重任就落在了逆變器身上。
"美國國家半導體亞太區(qū)核心市場業(yè)務發(fā)展總監(jiān)張耀強指出,太陽能發(fā)電系統(tǒng)面對的最大挑戰(zhàn)是優(yōu)化逆變器性能。"
功率器件決定逆變器高下
而太陽能逆變器性能提高則更依賴于功率開關器件, 想獲得高效的交流輸出電壓和電流,就需要正確選擇功率器件。陳子穎認為,中國目前主要發(fā)展的是中大功率太陽能發(fā)電系統(tǒng),金太陽示范工程財政補助資金管理暫行辦法規(guī)定,單個項目裝機容量不低于300kWp。“隨著單機功率增大,太陽能逆變器受技術和器件限制,電路形式就比較單一,主要還是三相逆變橋, 提高能源效率的重任就落在了功率器件上,其器件本身的性能和設計使用是關鍵。”
在中小功率的太陽能逆變器中不少公司擁有自己的專利電路結構,新一代功率器件使得這些電路如虎添翼,效率、可靠性等各方面性能都有了很大提高。
英飛凌為太陽能應用開發(fā)了一系列產品,如大功率三電平模塊Easy和Econo4系列,產品范圍50A~300A 650V;高速IGBT和碳化硅二極管PrimePACK模塊,規(guī)格為600A 1200V。這些功率器件有助于推動100KW以上的太陽能逆變器效率達到一個更高的水平。此外,英飛凌的構槽柵場終止技術FieldStop IGBT、CoolMOS、碳化硅二極管SiC在高能效的太陽能逆變器也有出色的表現(xiàn)。
IR也是太陽能技術的先驅。Alberto Guerra介紹,早在60年代初期,IR生產的太陽能電池片便用于首個衛(wèi)星之上,甚至用來驅動首輛太陽能電動汽車。時至今日,IR為太陽能業(yè)界提供多元化的功率管理產品,特別是家用、商用及公用業(yè)務級別應用的串式逆變器。IR MOSFET及IGBT技術發(fā)揮了先進的效能,可用于不同的太陽能逆變器拓樸,如單相和三相的設計,幫助系統(tǒng)減低功率耗散。IR的IGBT產品能夠全面照顧以上各種樸拓的性能要求,功率范圍覆蓋5KW至30KW及以上,電壓范圍在600V至1200V。
"英飛凌科技(中國)有限公司家電及工業(yè)功率器件市場經理陳子穎表示,逆變器是是保證太陽能轉換效率和投資回報的關鍵因素。"
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