Pa ofynion newydd sydd gan y cynnydd mewn ynni adnewyddadwy ar gyfer deuodau -foltedd uchel?

 

1, Datblygiad y paramedrau technegol: o kilovolts i ddegau o filoedd o foltiau

Defnyddir deuodau foltedd uchel traddodiadol yn bennaf mewn trawsnewidwyr amledd diwydiannol, trafnidiaeth rheilffordd, a meysydd eraill, gyda folteddau gweithredu wedi'u crynhoi'n bennaf yn yr ystod 600V-1700V. Fodd bynnag, gydag ehangu integreiddio grid ynni adnewyddadwy, mae'r system bŵer wedi cyflwyno gofynion newydd ar gyfer gwrthsefyll lefel foltedd deuodau foltedd uchel:

Naid foltedd yn y system drosglwyddo DC

Yn systemau casglu planhigion pŵer ffotofoltäig a ffermydd gwynt, mae technoleg casglu DC yn dod yn brif ffrwd. Gan gymryd Sylfaen Ffotofoltäig Talatan yn Nhalaith Qinghai fel enghraifft, mae'r llinell drawsyrru cerrynt uniongyrchol foltedd uchel ± 800kV ultra- a ddefnyddir yn ei gwneud yn ofynnol i'r deuod wrthsefyll foltedd brig gwrthdro sy'n fwy na 10kV. Mae'r deuod carbid silicon strwythur fertigol (SiC) a ddatblygwyd gan Taiji Semiconductor wedi cyflawni lefel foltedd gwrthsefyll 12kV trwy ysgythru ffos dwfn a thechnoleg twf epitaxial, ac mae'r amser adfer gwrthdro wedi'i fyrhau i 50 nanoseconds, sydd 80% yn uwch na dyfeisiau traddodiadol sy'n seiliedig ar silicon.

Addasiad amgylcheddol eithafol o ynni gwynt ar y môr

Mae'r llwyfan ynni gwynt ar y môr fel y bo'r angen yn gosod safonau llym ar gyfer chwistrellu halen a gwrthsefyll cyrydiad deuodau. Mae'r deuod foltedd uchel wedi'i amgáu metel a ddatblygwyd gan Weihai Huajie Electronics yn mabwysiadu technoleg diffodd arc hydrogen a swbstrad ceramig, a gall barhau i weithredu'n sefydlog mewn amgylcheddau â 95% o leithder a chrynodiad chwistrellu halen o 5%. Mae ei oes wedi bod yn fwy na 200000 awr ac mae wedi dod yn gydran ddynodedig ar gyfer gwrthdröydd tyrbin gwynt alltraeth 15MW Dongfang Electric.

Rheoli codi tâl a rhyddhau system storio ynni

Yn system storio ynni Ningde Times, mae angen i'r deuod cydbwyso wrthsefyll yr effaith foltedd uchel dros dro yn ystod codi tâl a gollwng y pecyn batri. Mae'r deuod rheoleiddiwr foltedd 5.1V a ddefnyddir yn lleihau'r tâl adfer gwrthdro (Qrr) i un rhan o dair o dâl dyfeisiau traddodiadol trwy dechnoleg dopio aur, gan ymestyn oes y batri 20% a chynyddu'r effeithlonrwydd ecwilibriwm i 99.5%.

2, Ehangu'n Ddwfn Senarios Cais: O Swyddogaeth Sengl i Integreiddio System

Mae nodweddion amrywiad ynni adnewyddadwy yn gyrru esblygiad deuodau foltedd uchel o swyddogaethau cywiro traddodiadol i ddatrysiadau lefel system:

Chwyldro Effeithlonrwydd Gwrthdroyddion Ffotofoltäig

Yn y gwrthdröydd cyfres Huawei SUN2000-50KTL-H1, defnyddir deuod adfer cyflym iawn MUR1680CT (trr=80ns) ochr yn ochr ag IGBT, gan leihau colledion newid o 40%. O dan amodau llwyth ysgafn, mae ei nodweddion adfer meddal yn atal pigau foltedd yn effeithiol, gan gynyddu Effeithlonrwydd Ewro i 98.7%, sydd 1.2 pwynt canran yn uwch nag atebion traddodiadol.

Uwchraddio Dibynadwyedd Trawsnewidydd Pŵer Gwynt

Mae'r deuod SiC Schottky a ddefnyddir yn tyrbin gwynt 2.5MW Goldwind Technology yn cynnal nodweddion sefydlog yn yr ystod tymheredd o -40 gradd i 150 gradd, ac mae'r gostyngiad mewn foltedd dargludiad (VF) yn dangos cyfernod tymheredd negyddol gyda thymheredd cynyddol, gan osgoi'r risg o fethiant a achosir gan orboethi lleol yn ystod defnydd cyfochrog. Mae'r ddyfais hon wedi galluogi MTBF (amser cymedrig rhwng methiannau) y gwrthdröydd i fod yn fwy na 200000 awr ac wedi gostwng y gyfradd fethiant flynyddol i lai na 0.3%.

Cefnogaeth allweddol i'r gadwyn diwydiant ynni hydrogen

Yn y system cynhyrchu hydrogen electrolysis, mae angen i ddeuodau foltedd uchel wrthsefyll amrywiadau foltedd a achosir gan arhosfan cychwyn aml y gell electrolysis. Mae gan y TVS (Transient Voltage Supressing Diode) a ddatblygwyd gan Silan Microelectronics gywirdeb foltedd clampio o ± 1% ac amser ymateb o lai nag 1 picosecond, gan amddiffyn cydrannau electrod bilen celloedd electrolysis PEM yn effeithiol a chynnal effeithlonrwydd y system cynhyrchu hydrogen dros 78%.

3, Y newid paradeim o arloesi materol: o silicon-yn seiliedig i fwlch band eang

Mae mynd ar drywydd effeithlonrwydd ynni yn y pen draw mewn systemau ynni adnewyddadwy yn ysgogi iteriad cyflym o systemau deunydd deuod foltedd uchel

Cymhwyso carbid silicon (SiC) ar raddfa fawr

Infineon CoolSiC ™ Mae gan y deuod cyfres 1200V amser adfer gwrthdro o ddim ond 35 nanoseconds ar dymheredd cyffordd o 25 gradd, ac mae ganddo nodwedd cyfernod tymheredd positif, sy'n ei gwneud hi'n hawdd ehangu ochr yn ochr. Yng Ngorsaf Supercharging Tesla V3, mae'r ddyfais hon yn cynyddu dwysedd pŵer y modiwl codi tâl 350kW i 5kW / mewn ³, gydag effeithlonrwydd codi tâl o 99.2%, sydd 1.5 pwynt canran yn uwch na'r datrysiad sy'n seiliedig ar silicon.

Toriad RF o Gallium Nitride (GaN)

Yn y system cyflenwad pŵer ffotofoltäig o orsafoedd sylfaen 5G, mae transistor symudedd electron uchel GaN Wolfspeed (HEMT) yn integreiddio deuodau i gyflawni cywiro signal yn y band amledd 24GHz-52GHz, gan leihau'r defnydd o bŵer 30% o'i gymharu â dyfeisiau silicon. Mae'r dechnoleg hon yn cynyddu cynhyrchiant pŵer dyddiol y system cyflenwad pŵer solar ar gyfer gorsafoedd sylfaen 18% ac yn lleihau allyriadau carbon deuocsid gan dros 2 dunnell bob blwyddyn.

Archwiliad ffin o gallium ocsid (Ga ₂ O ∝)

Mae gan y deuod Ga ₂ O3 a ddatblygwyd gan Sefydliad Ymchwil Technoleg Hylif Fflworinedig Japan gryfder maes dadelfennu o 8MV/cm, sydd fwy na 10 gwaith yn fwy na silicon. Er ei fod yn dal i fod yn y cyfnod labordy, gall ei lefel foltedd gwrthsefyll ddamcaniaethol fod yn uwch na 10kV, a disgwylir iddo ddarparu datrysiad aflonyddgar ar gyfer trawsyrru cerrynt uniongyrchol uwch-foltedd uchel yn y dyfodol.

4, Ailstrwythuro a Heriau Patrwm y Farchnad

Mae twf ffrwydrol ynni adnewyddadwy yn ail-lunio ecoleg marchnad deuodau foltedd uchel:

Newidiadau strwythurol ar ochr y galw

Yn ôl rhagolwg Yole D é velopment, disgwylir i'r farchnad deuod foltedd uchel byd-eang gyrraedd $4.5 biliwn erbyn 2027, gydag ynni adnewyddadwy yn cyfrif am dros 40%. Fel marchnad ffotofoltäig fwyaf y byd, disgwylir i alw Tsieina am ddeuodau foltedd uchel fod yn fwy na 8 biliwn erbyn 2025, gan yrru mentrau lleol megis Silan Microelectronics a Huatian Technology i feddiannu mwy na 60% o gyfran y farchnad.

Cystadleuaeth technoleg ochr gyflenwi

Mae cewri rhyngwladol fel Texas Instruments ac Infineon yn cyflymu gosodiad llinellau cynhyrchu SiC, tra bod gweithgynhyrchwyr Tsieineaidd yn cyflawni goddiweddyd cromlin trwy fodelau integreiddio fertigol. Er enghraifft, mae Sanan Optoelectronics wedi adeiladu ffabrig waffer SiC 6 modfedd gyda chynhyrchiad misol o 50000 o ddarnau, ac mae ei gyfradd cynnyrch deuod foltedd uchel yn 95%, gyda chost 20% yn is na chyfoedion rhyngwladol.

Risg oedi system safonol

Mae'r safon IEC 60747 gyfredol yn dal i ddefnyddio dyfeisiau sy'n seiliedig ar silicon fel y meincnod, ac mae gwahaniaethau sylweddol mewn paramedrau megis cyfernod ehangu thermol a straen pecynnu deunyddiau bandgap eang. Mae angen i'r diwydiant sefydlu safonau profi deuodau foltedd uchel ar frys ar gyfer deunyddiau newydd megis SiC a GaN er mwyn osgoi peryglon ansawdd a achosir gan safonau coll.