سناریوهای کاربردی دستگاههای SIC در انرژی تجدید پذیر چیست؟

انرژی تجدید پذیر به عنوان یک نیروی تحول آمیز در چشم انداز جهانی انرژی پدید آمده است و تغییر را به سمت آینده ای پایدار و کم کربن سوق می دهد. در این عرصه ، دستگاه های کاربید سیلیکون (SIC) به دلیل خاصیت الکتریکی برتر خود در مقایسه با اجزای سنتی مبتنی بر سیلیکون ، به عنوان تغییر دهنده بازی ظاهر شده اند. من به عنوان یک تأمین کننده پیشرو در دستگاه SIC ، من هیجان زده ام که به سناریوهای مختلف کاربردی دستگاههای SIC در انرژی تجدید پذیر بپردازم.

1. سیستم های فتوولتائیک خورشیدی

انرژی خورشیدی یکی از سریعترین منابع انرژی تجدید پذیر است. دستگاه های SIC هنگام ادغام در سیستم های خورشیدی فتوولتائیک (PV) مزایای قابل توجهی را ارائه می دهند.

اینورترهای رشته ای و مرکزی

اینورترها اجزای مهم سیستم های PV هستند زیرا جریان مستقیم (DC) را از پانل های خورشیدی به جریان متناوب (AC) برای تزریق شبکه تبدیل می کنند. دستگاه های SIC مانندمسخرهمی تواند در فرکانس های سوئیچینگ بالاتر در مقایسه با همتایان سیلیکون خود کار کند. این عمل فرکانس بالا امکان استفاده از اجزای منفعل کوچکتر و سبک تر مانند سلف و خازن را فراهم می کند و اندازه و وزن کلی اینورتر را کاهش می دهد.

علاوه بر این ، MOSFET های SIC دارای ضررهای هدایت و تعویض کمتری هستند. در اینورترهای خورشیدی ، این تلفات کاهش یافته به راندمان بالاتر تبدیل می شوند. برای نیروگاه های خورشیدی در مقیاس بزرگ ، حتی افزایش اندک راندمان می تواند منجر به صرفه جویی قابل توجهی در طول عمر سیستم شود. به عنوان مثال ، یک اینورتر مرکزی با فناوری SIC می تواند در مقایسه با اینورتر سنتی سیلیکون ، به سود 2 - 3 ٪ برسد. این بهبود منجر به توان بیشتری در هر ظرفیت نصب شده می شود و باعث افزایش عملکرد انرژی کلی گیاه و زنده ماندن اقتصادی می شود.

حداکثر ردیابی نقطه قدرت (MPPT)

از کنترلرهای MPPT برای بهینه سازی توان خروجی پانل های خورشیدی با تنظیم نقطه عملیاتی به حداکثر نقطه قدرت در شرایط مختلف محیطی استفاده می شود. مبتنی بردیود Sic Schottkyزمان بازیابی بسیار سریع معکوس را ارائه دهید. این ویژگی باعث کاهش تلفات برق مرتبط با جریان جریان معکوس در دیودها در طی فرآیند تعویض می شود.

در برنامه های MPPT ، عملکرد سریع - سوئیچینگ دیودهای SIC Schottky ، ردیابی دقیق تر و سریع تر از حداکثر نقطه قدرت را امکان پذیر می کند. این بدان معنی است که پانل های خورشیدی می توانند قدرت بیشتری را از نور خورشید به ویژه تحت تغییر در تابش خورشیدی و شرایط دما استخراج کنند. در نتیجه ، سیستم PV می تواند در اوج عملکرد خود به طور مداوم عمل کند و برداشت کلی انرژی را افزایش می دهد.

2. سیستم های انرژی باد

انرژی باد دیگر بازیگر اصلی در بخش انرژی تجدید پذیر است و دستگاه های SIC نیز در اینجا علامت گذاری می کنند.

مبدل های توربین بادی

مبدل های توربین بادی وظیفه تبدیل قدرت AC با فرکانس متغیر را که توسط توربین بادی تولید می شود به یک قدرت AC فرکانس ثابت مناسب برای ادغام شبکه بر عهده دارند. دستگاه های SIC بدون افزایش قابل توجه در تلفات می توانند ولتاژ و جریانهای بالاتر را تحمل کنند.

در یک توربین بادی چند مگاوات ، با استفاده از MOSFET های SIC در مبدل می تواند به حجم مبدل کوچکتر منجر شود. این برای توربین های بادی دریایی بسیار مهم است ، جایی که فضا و وزن در حق بیمه قرار دارند. مبدل های کوچکتر نه تنها نصب ساده تر هستند بلکه نیازهای ساختاری سکوی توربین را نیز کاهش می دهند و به طور بالقوه هزینه کلی نصب توربین بادی را کاهش می دهند.

قابلیت عملکرد درجه حرارت بالا دستگاه های SIC نیز یک مزیت قابل توجه در کاربردهای انرژی باد است. توربین های بادی اغلب در شرایط سخت محیطی کار می کنند که تغییرات دما می تواند شدید باشد. اجزای SIC می توانند عملکرد خود را در دماهای بالاتر حفظ کنند و نیاز به سیستم های خنک کننده پیچیده و پرهزینه را کاهش دهند. این نه تنها طراحی مبدل را ساده می کند بلکه قابلیت اطمینان آن را در مدت طولانی بهبود می بخشد.

سیستم های کنترل زمین

سیستم های کنترل زمین در توربین های بادی زاویه تیغه های توربین را برای بهینه سازی توان بهینه و محافظت از توربین در برابر آسیب در شرایط باد زیاد تنظیم می کنند. این سیستم ها برای کار دقیق و سریع به الکترونیک قدرت عملکرد بالا نیاز دارند.

دستگاه های SIC می توانند کنترل قدرت سریع و دقیق را در سیستم های کنترل زمین فراهم کنند. خصوصیات سوئیچینگ کم تأخیر آنها امکان تنظیم سریع زاویه زمین تیغه را فراهم می کند. این امر باعث می شود تا توربین بادی به طور مؤثرتر به تغییرات در سرعت باد پاسخ دهد ، حداکثر میزان ضبط قدرت در شرایط عملیاتی عادی و اطمینان از عملکرد ایمن توربین در شرایط باد شدید باشد.

3 سیستم ذخیره انرژی

ذخیره انرژی برای ادغام قابل اعتماد و کارآمد انرژی تجدید پذیر در شبکه ضروری است. دستگاه های SIC نقش مهمی در جنبه های مختلف سیستم های ذخیره انرژی دارند.

شارژرهای باتری

شارژرهای باتری مبتنی بر SIC می توانند راندمان و سرعت شارژ را به میزان قابل توجهی بهبود بخشند. هنگام شارژ بانکهای باتری در مقیاس بزرگ که در ذخیره انرژی تجدید پذیر استفاده می شود ، تلفات کم MOSFET های SIC باعث کاهش گرمای تولید شده در طی فرآیند شارژ می شود. این نه تنها باعث افزایش کارایی کلی شارژر می شود بلکه با به حداقل رساندن استرس حرارتی ، طول عمر باتری ها را نیز افزایش می دهد.

برای ایستگاه های شارژ وسیله نقلیه الکتریکی (EV) که از انرژی تجدید پذیر استفاده می شود ، فناوری SIC می تواند شارژ فوق العاده - سریع را فعال کند. شارژرهای قدرتمند با استفاده از دستگاه های SIC می توانند باتری EV را از 0 تا 80 ٪ در مدت زمان بسیار کوتاه تر در مقایسه با شارژرهای سنتی شارژ کنند. این امر پذیرش گسترده تر EV ها را ترغیب می کند و بیشتر استفاده از انرژی های تجدید پذیر در بخش حمل و نقل را ارتقا می بخشد.

مبدل های برق برای شبکه - ذخیره سازی متصل

در سیستم های ذخیره انرژی متصل به شبکه ، از مبدل های برق برای انتقال انرژی بین باتری و شبکه استفاده می شود. دستگاه های SIC می توانند کارایی این مبدل های قدرت را بهبود بخشند و امکان استفاده مؤثرتر از انرژی ذخیره شده را فراهم می کنند.

عملکرد فرکانس بالا مبدل های قدرت مبتنی بر SIC کنترل کیفیت قدرت بهتر را امکان پذیر می کند. آنها می توانند هارمونیک را سرکوب کرده و عامل قدرت را بهبود بخشند ، که برای حفظ یک عملیات پایدار و قابل اعتماد شبکه بسیار مهم است. علاوه بر این ، مبدل های قدرت SIC می توانند به سرعت در برابر تغییرات در شرایط شبکه پاسخ دهند ، و خدمات جانبی مانند تنظیم فرکانس و پشتیبانی از ولتاژ را ارائه می دهند.

4. میکروگریدها

میکروگریدها سیستم های قدرت در مقیاس کوچک هستند که می توانند به طور مستقل یا در ارتباط با شبکه اصلی کار کنند. آنها غالباً از ترکیبی از منابع انرژی تجدید پذیر ، ذخیره انرژی و بارها تشکیل شده اند. دستگاه های SIC چندین مزیت در برنامه های میکروگرید ارائه می دهند.

مدیریت و کنترل انرژی

الکترونیک قدرت مبتنی بر SIC می تواند مدیریت انرژی کارآمدتر و دقیق تری را در میکروگریدها فراهم کند. سرعت سوئیچینگ سریع MOSFETS SIC امکان تنظیم سریع جریان برق بین منابع مختلف (مانند پانل های خورشیدی ، توربین های بادی و باتری) و بارها را فراهم می کند. این امکان تعادل بهتر منبع تغذیه و تقاضا در میکروگرید را فراهم می کند و ثبات و قابلیت اطمینان آن را بهبود می بخشد.

در یک میکروگر با نفوذ زیاد از منابع انرژی تجدید پذیر ، که در آن تولید برق می تواند متناوب باشد ، دستگاه های SIC می توانند به مدیریت مؤثرتر نوسانات کمک کنند. آنها می توانند به سرعت منابع و بارهای انرژی را در صورت لزوم متصل یا قطع کنند و از منبع تغذیه مداوم و پایدار به کاربران پایان اطمینان حاصل کنند.

عمل جراحی

میکروگریدها می توانند در حالت جزیره ای کار کنند ، که از شبکه اصلی جدا شده است. دستگاه های SIC می توانند عملکرد میکروگرید را در طول کار جزایر تقویت کنند. قابلیت های حمل و نقل و ولتاژ بالا و زیاد آنها امکان انتقال یکپارچه بین حالت های متصل و جزیره را فراهم می کند.

در حالت جزیره ای ، میکروگرید باید قدرت قابل اعتماد را به بارهای محلی خود ارائه دهد. مبدل های قدرت مبتنی بر SIC می توانند کیفیت قدرت را حفظ کرده و فرکانس و ولتاژ را با دقت بیشتری تنظیم کنند ، و اطمینان حاصل کنند که بارهای مهم مانند بیمارستان ها ، مراکز داده و خدمات اضطراری می توانند بدون وقفه ادامه دهند.

چرا دستگاه های SIC ما را انتخاب می کنیم؟

ما به عنوان یک تأمین کننده دستگاه SIC فصلی ، ما به ارائه محصولات SIC با کیفیت بالا افتخار می کنیم. MOSFETS SIC و دیودهای Sic Schottky ما با استفاده از فناوری State - of - Art ساخته می شوند و از عملکرد و قابلیت اطمینان مداوم اطمینان می دهند. ما تیمی از متخصصان با دانش عمیق در مورد الکترونیک برق و برنامه های انرژی تجدید پذیر داریم که می توانند بر اساس نیازهای خاص شما راه حل های سفارشی ارائه دهند.

اگر در بخش انرژی تجدید پذیر شرکت کرده اید و به دنبال به روزرسانی سیستم های الکترونیکی قدرت خود هستید ، دستگاه های SIC ما می توانند از نظر کارایی ، اندازه ، وزن و قابلیت اطمینان مزایای قابل توجهی را به شما ارائه دهند. ما متعهد هستیم که به شما در رسیدن به اهداف انرژی تجدید پذیر خود کمک کنیم. این که آیا شما در حال طراحی نیروگاه خورشیدی جدید ، یک سیستم توربین بادی ، یک مرکز ذخیره انرژی یا میکروگرید هستید ، دستگاه های SIC ما می توانند کلید بهینه سازی عملکرد سیستم شما باشند.

اگر شما علاقه مند به بحث در مورد چگونگی ادغام دستگاه های SIC ما در پروژه های انرژی تجدید پذیر شما هستید ، لطفاً برای دستیابی به آن احساس راحتی کنید. ما مشتاقانه منتظر هستیم تا با شما همکاری کنیم و با هم همکاری کنیم تا آینده ای پایدار تر را شکل دهیم.

منابع

1. ژانگ ، ب. ، و بلاابژرگ ، اف. (2020). دستگاه های برق کاربید سیلیکون در کاربردهای انرژی تجدید پذیر. مجموعه مقالات IEEE ، 108 (5) ، 812 - 830.
2. لیو ، ی. ، و همکاران. (2019). مروری بر دستگاه های برق SIC و کاربردهای آنها برای سیستم های تبدیل انرژی باد با قدرت در آینده. معاملات IEEE در برنامه های صنعت ، 55 (6) ، 5707 - 5715.
3. Chen ، X. ، & Mantooth ، HA (2018). فن آوری های دستگاه MOSFET Silicon Carbide Power برای کاربردهای ولتاژ بالا ، فرکانس بالا و درجه حرارت بالا. معاملات IEEE در دستگاه های الکترون ، 65 (12) ، 5205 - 5213.