В бързо развиващия се пейзаж на възобновяемата енергия,Система за съхранение на енергия(ESS) се очертава като критичен стълб за стабилността на мрежата. В основата на всеки ESS е системата за преобразуване на мощност (PCS), основното оборудване, отговорно за двупосочното AC/DC преобразуване на мощността. Производителността, ефективността и надеждността на PCS са силно продиктувани от основните силови полупроводникови превключватели. Понастоящем две основни технологии доминират в това пространство: традиционни биполярни транзистори с изолиран затвор (SiC IGBT) на базата на силиций-и следващо поколение MOSFET от силициев карбид (SiC).
Пробивът на SiC: по-висока ефективност и минимални загуби
Въпреки това, тъй като изискванията за съхранение на енергия тласкат към по-висока плътност на мощността и по-голяма интеграция, устройствата, базирани на силиций-, се доближават до своите физически граници. Това е мястото, където MOSFET от силициев карбид (SiC) влизат в действие като разрушителна сила. Като полупроводник с широка{3}}забранена зона (WBG), силициевият карбид притежава присъщи свойства на материала, които му позволяват да работи при значително по-високи честоти на превключване, като същевременно намалява загубите на енергия при превключване с до 50% до 70% в сравнение с традиционните IGBT.
Освен ефективността, SiC устройствата показват превъзходна топлопроводимост и могат да издържат на много по-високи работни температури. Тъй като SiC генерира драстично по-малко отпадна топлина, инженерите могат значително да намалят обема на тежките охлаждащи радиатори или дори да преминат от сложни течни-системи за охлаждане към по-просто принудително-въздушно охлаждане.
Преходът 800V и пътят към бъдещия мейнстрийм
Понастоящем индустрията е свидетел на масивна архитектурна промяна към 800V-и дори 1500V-високо-напреженови батерийни платформи, за да се увеличи максимално пропускателната способност и да се намалят загубите на кабели. При тези повишени прагове на напрежение традиционните IGBT страдат от ескалиращи загуби при превключване, често изискващи сложни много-топологии на нива, които увеличават уязвимостта на системата. SiC MOSFET, с тяхната висока сила на пробивно електрическо поле, се справят с тези високо-напреженови среди без усилие с по-прости, по-елегантни дизайни на вериги.
Следователно SiC бързо преминава от първокласна алтернатива към основния път за надграждане за индустрията. Докато SiC чиповете в момента носят по-висока цена на самостоятелни компоненти от IGBT, холистичните спестявания, постигнати чрез по-малки корпуси, намалено управление на топлината и спестяване на енергия през целия живот, правят убедителна икономическа аргументация. Движейки се напред, SiC е готов постепенно да замени традиционните IGBT в приложения със средна-до-висока мощност, като в крайна сметка се превърне в стандартна конфигурация за търговски, индустриални и-комунални системи за съхранение на енергия в целия свят.