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재생 가능 에너지에서 SIC 장치의 응용 시나리오는 무엇입니까?

마이클 첸
마이클 첸
저는 산업 자동화를 전문으로하는 현장 응용 프로그램 엔지니어입니다. 저의 역할은 석유 화학 및 자동차 부문에서 고객을위한 기술 지원 및 솔루션을 사용자 정의하는 것입니다.

재생 에너지는 세계 에너지 환경에서 변형력으로 부상하여보다 지속 가능하고 낮은 탄소 미래로의 전환을 이끌었습니다. 이 분야에서 실리콘 카바이드 (SIC) 장치는 전통적인 실리콘 기반 구성 요소에 비해 우수한 전기 특성으로 인해 게임 체인저로 등장했습니다. 주요 SIC 장치 공급 업체로서 재생 가능 에너지로 SIC 장치의 다양한 응용 시나리오를 탐구하게되어 기쁩니다.

1. 태양 광 발전 시스템

태양 광 발전은 가장 빠르게 성장하는 재생 가능 에너지 원 중 하나입니다. SIC 장치는 태양 광 발전 (PV) 시스템에 통합 될 때 상당한 이점을 제공합니다.

문자열 및 중앙 인버터

인버터는 그리드 주입을 위해 직류 (DC)를 태양 전지 패널에서 교대 전류 (AC)로 변환함에 따라 PV 시스템의 중요한 구성 요소입니다. 다음과 같은 SIC 장치SIC MOSFET실리콘 상대에 비해 더 높은 스위치 주파수에서 작동 할 수 있습니다. 이 높은 주파수 작동을 통해 인덕터 및 커패시터와 같은 더 작고 가벼운 수동 구성 요소를 사용할 수있어 인버터의 전체 크기와 무게가 줄어 듭니다.

또한, SIC MOSFET은 전도 및 전환 손실이 낮다. 태양열 인버터에서 이러한 감소 손실은 더 높은 효율로 해석됩니다. 대규모 태양 광 발전소의 경우 효율성이 약간 증가하더라도 시스템의 수명 동안 상당한 비용을 절약 할 수 있습니다. 예를 들어, SIC 기술을 갖춘 중앙 인버터는 기존 실리콘 기반 인버터에 비해 최대 2-3%의 효율을 달성 할 수 있습니다. 이 개선으로 인해 설치된 용량당 더 많은 전력 출력이 생겨 플랜트의 전반적인 에너지 수확량과 경제적 생존력이 향상됩니다.

최대 파워 포인트 추적 (MPPT)

MPPT 컨트롤러는 다양한 환경 조건에서 작동 지점을 최대 전력 지점으로 조정하여 태양 전지판의 전력 출력을 최적화하는 데 사용됩니다. SIC- 기반Sic Schottky 다이오드매우 빠른 역 복구 시간을 제공합니다. 이 특성은 스위칭 공정 동안 다이오드의 역류 흐름과 관련된 전력 손실을 감소시킵니다.

MPPT 애플리케이션에서 Sic Schottky Diodes의 빠른 스위칭 성능은 최대 전력 지점을보다 정확하고 빠른 추적 할 수 있습니다. 이는 태양 전지판이 특히 태양 조도 및 온도 조건에서 변화하는 햇빛으로부터 더 많은 전력을 추출 할 수 있음을 의미합니다. 결과적으로 PV 시스템은 최대 성능에서보다 일관되게 작동하여 전체 에너지 수확을 증가시킬 수 있습니다.

2. 풍력 에너지 시스템

풍력 에너지는 재생 가능 에너지 부문의 또 다른 주요 업체이며 SIC 장치는 여기에도 표시를하고 있습니다.

풍력 터빈 컨버터

풍력 터빈 컨버터는 풍력 터빈에 의해 생성 된 가변 주파수 AC 전력을 그리드 통합에 적합한 고정 주파수 AC 전력으로 변환 할 책임이 있습니다. SIC 장치는 손실이 크게 증가하지 않고 더 높은 전압과 전류를 처리 할 수 ​​있습니다.

멀티 메가 와트 풍력 터빈에서 변환기에 SIC MOSFET을 사용하면 더 작은 컨버터 볼륨을 초래할 수 있습니다. 이것은 공간과 무게가 프리미엄 인 해상 풍력 터빈에 중요합니다. 더 작은 컨버터는 설치가 더 쉬울뿐만 아니라 터빈 플랫폼의 구조적 요구 사항을 줄이고 바람 터빈 설치의 전체 비용을 낮추는 잠재적입니다.

SIC 장치의 고온 작동 능력은 풍력 에너지 응용 분야에서도 상당한 이점입니다. 풍력 터빈은 종종 온도 변화가 극단적 일 수있는 가혹한 환경 조건에서 작동합니다. SIC 구성 요소는 더 높은 온도에서 성능을 유지하여 복잡하고 값 비싼 냉각 시스템의 필요성을 줄일 수 있습니다. 이것은 컨버터의 설계를 단순화 할뿐만 아니라 장기 기간 동안의 신뢰성을 향상시킵니다.

피치 제어 시스템

풍력 터빈의 피치 제어 시스템은 터빈 블레이드의 각도를 조정하여 전력 출력을 최적화하고 강풍 조건에서 터빈을 손상으로부터 보호합니다. 이 시스템은 정확하고 빠르게 작동하기 위해 고성능 전력 전자 장치가 필요합니다.

SIC 장치는 피치 제어 시스템에서 빠르고 정확한 전력 제어를 제공 할 수 있습니다. 낮은 대기 시간 전환 특성으로 블레이드 피치 각도를 빠르게 조정할 수 있습니다. 이를 통해 풍력 터빈은 풍속의 변화에보다 효과적으로 반응하여 정상적인 작동 조건에서 전력 캡처를 최대화하고 높은 풍력 상황에서 터빈의 안전한 작동을 보장 할 수 있습니다.

3. 에너지 저장 시스템

에너지 저장은 재생 가능 에너지를 그리드에 신뢰할 수 있고 효율적으로 통합하는 데 필수적입니다. SIC 장치는 에너지 저장 시스템의 다양한 측면에서 중요한 역할을합니다.

배터리 충전기

SIC- 기반 배터리 충전기는 충전 효율과 속도를 크게 향상시킬 수 있습니다. 재생 가능 에너지 저장에 사용되는 대형 스케일 배터리 뱅크를 충전 할 때 SIC MOSFET의 낮은 손실은 충전 공정 동안 발생하는 열을 줄입니다. 이는 충전기의 전반적인 효율을 향상시킬뿐만 아니라 열 응력을 최소화하여 배터리의 수명을 연장합니다.

재생 가능 에너지로 구동되는 전기 자동차 (EV) 충전소의 경우 SIC 기술을 사용하면 매우 빠르게 충전 할 수 있습니다. SIC 장치를 사용하는 고전력 충전기는 전통적인 충전기에 비해 훨씬 짧은 시간에 EV 배터리를 0 ~ 80%로 충전 할 수 있습니다. 이는 EV의 더 넓은 채택을 장려하고 운송 부문에서 재생 에너지 사용을 더욱 촉진합니다.

그리드 용 전력 변환기 - 연결된 스토리지

그리드 - 연결된 에너지 저장 시스템에서 전력 변환기는 배터리와 그리드 사이의 에너지를 전달하는 데 사용됩니다. SIC 장치는 이러한 전력 변환기의 효율성을 향상시켜 저장된 에너지를보다 효과적으로 활용할 수 있습니다.

SIC 기반 전력 변환기의 높은 주파수 작동을 통해 더 나은 전력 품질 관리가 가능합니다. 그들은 고조파를 억제하고 전력 계수를 향상시킬 수 있으며, 이는 안정적이고 안정적인 그리드 작동을 유지하는 데 중요합니다. 또한 SIC 전력 변환기는 그리드 조건의 변화에 ​​빠르게 대응하여 주파수 조절 및 전압 지원과 같은 보조 서비스를 제공 할 수 있습니다.

4. 마이크로 그리드

마이크로 그리드는 독립적으로 또는 기본 그리드와 관련하여 작동 할 수있는 소규모 스케일 전원 시스템입니다. 그들은 종종 재생 가능 에너지 원, 에너지 저장 및 부하의 조합으로 구성됩니다. SIC 장치는 마이크로 그리드 응용 분야에서 몇 가지 이점을 제공합니다.

전력 관리 및 제어

SIC- 기반 전력 전자 장치는 마이크로 그리드에서보다 효율적이고 정확한 전력 관리를 제공 할 수 있습니다. SIC MOSFET의 빠른 스위칭 속도를 사용하면 다양한 소스 (예 : 태양 전지판, 풍력 터빈 및 배터리) 및 하중 간의 전력 흐름을 빠르게 조정할 수 있습니다. 이를 통해 마이크로 그리드 내의 전원 공급 장치와 수요의 균형을 향상시켜 안정성과 안정성을 향상시킵니다.

발전이 간헐적 일 수있는 재생 가능 에너지 원이 높은 마이크로 그리드에서 SIC 장치는 변동을보다 효과적으로 관리하는 데 도움이 될 수 있습니다. 필요에 따라 에너지 원과 하중을 빠르게 연결하거나 분리하여 최종 및 안정적인 전원 공급 장치를 최종 사용자에게 보장 할 수 있습니다.

섬 운영

마이크로 그라이드는 메인 그리드에서 분리 된 아일랜드 모드에서 작동 할 수 있습니다. SIC 장치는 섬 작업 중에 마이크로 그리드의 성능을 향상시킬 수 있습니다. 높은 전압 및 높은 전류 핸들링 기능을 통해 그리드 연결과 아일 링 모드 간의 원활한 전환이 가능합니다.

섬 모드에서 마이크로 그리드는 로컬 하중에 신뢰할 수있는 전력을 제공해야합니다. SIC- 기반 전력 변환기는 전력 품질을 유지하고 주파수와 전압을보다 정확하게 조절하여 병원, 데이터 센터 및 응급 서비스와 같은 중요한 부하가 중단없이 계속 운영 될 수 있도록합니다.

SIC 장치를 선택하는 이유는 무엇입니까?

노련한 SIC 장치 공급 업체로서, 우리는 고품질의 SIC 제품을 제공하는 것에 자부심을 가지고 있습니다. 우리의 SIC MOSFETS 및 SIC SCHOTTKY DIEDES는 State -OF -THE -ART 기술을 사용하여 제조되어 일관된 성능과 신뢰성을 보장합니다. 우리는 특정 요구 사항에 따라 맞춤형 솔루션을 제공 할 수있는 In -in -in -in -Depth 지식을 가진 전문가 팀을 보유하고 있습니다.

재생 가능 에너지 부문에 참여하고 전력 전자 시스템을 업그레이드하려는 경우 SIC 장치는 효율성, 크기, 무게 및 신뢰성 측면에서 상당한 이점을 제공 할 수 있습니다. 우리는 당신이 당신의 재생 에너지 목표를 달성하도록 돕기 위해 노력하고 있습니다. 새로운 태양 광 발전소, 풍력 터빈 시스템, 에너지 저장 시설 또는 마이크로 그리드를 설계하든 SIC 장치는 시스템 성능을 최적화하는 열쇠가 될 수 있습니다.

SiC Schottky DiodeSiC MOSFET

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참조

  1. Zhang, B., & Blaabjerg, F. (2020). 재생 에너지 응용 분야의 실리콘 탄화 전원 장치. IEEE의 절차, 108 (5), 812-830.
  2. Liu, Y., et al. (2019). 향후 고가의 전력 풍력 에너지 변환 시스템을위한 SIC 전력 장치 및 해당 응용 프로그램에 대한 검토. 산업 응용 프로그램에 대한 IEEE 거래, 55 (6), 5707-5715.
  3. Chen, X., & Mantooth, HA (2018). 고전압, 높은 주파수 및 높은 온도 응용을위한 실리콘 카바이드 전력 MOSFET 장치 기술. 전자 장치의 IEEE 트랜잭션, 65 (12), 5205-5213.

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