德國(guó)弗勞恩霍夫太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所(ISE)開發(fā)出一種250千瓦碳化硅(SiC)逆變器，可用于連接到中壓電網(wǎng)的公用事業(yè)規(guī)模光伏項(xiàng)目。與使用硅晶體管的標(biāo)準(zhǔn)光伏逆變器相比，這種SiC設(shè)備的創(chuàng)造者聲稱當(dāng)光伏裝置連接到中壓網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它不需要50赫茲的變壓器。
這種碳化硅器件由德國(guó)研究機(jī)構(gòu)Fraunhofer ISE的科學(xué)家開發(fā)，聲稱效率為98.4%，可用于公用事業(yè)規(guī)模的光伏項(xiàng)目。
該逆變器采用了3.3千伏的SiC晶體管，其功率損耗比標(biāo)準(zhǔn)硅晶體管低。弗勞恩霍夫科學(xué)家指定：“這使得逆變器堆棧有可能以16 kHz的開關(guān)頻率運(yùn)行，使用最先進(jìn)的硅晶體管，在這個(gè)電壓等級(jí)下，開關(guān)頻率只可能低10倍左右。”
根據(jù)科學(xué)家的說(shuō)法，該器件具有更高的開關(guān)頻率，從而使無(wú)源元件的格式更小。
弗勞恩霍夫ISE的逆變器還配備了一種主動(dòng)液體冷卻技術(shù)，將液體合成酯泵入器件中以冷卻晶體管。研究人員進(jìn)一步解釋說(shuō)：“同時(shí)，濾波扼流圈的冷卻介質(zhì)還可以作為電絕緣介質(zhì)，使濾波扼流圈更加緊湊。”
該逆變器以98.4%的效率運(yùn)行，并且可以安裝在多個(gè)逆變器堆棧的模塊化互連中，根據(jù)其創(chuàng)造者的說(shuō)法，這使其成為部署兆瓦級(jí)系統(tǒng)的理想選擇。該研究機(jī)構(gòu)表示：“考慮到開關(guān)柜和冷卻裝置的額外安裝空間，與該電壓等級(jí)的商用逆變器系統(tǒng)相比，逆變器系統(tǒng)的體積可節(jié)省高達(dá)40%?！?
這些被科學(xué)家們定義為“高阻擋SiC器件”的逆變器，可以在中壓范圍內(nèi)有廣泛的應(yīng)用。弗勞恩霍夫ISE中壓電力電子團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Andreas Hensel肯定地說(shuō)：“特別是對(duì)于大型光伏電站來(lái)說(shuō)，趨勢(shì)是電壓越來(lái)越高。”
基于碳化硅的逆變器以提供更高的功率密度和更少的冷卻需求而著稱，這使得整體系統(tǒng)成本低于基于硅晶體管的傳統(tǒng)逆變器。然而，碳化硅與絕緣二氧化硅材料之間的界面缺陷仍是該技術(shù)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的主要障礙。
德國(guó)工業(yè)集團(tuán)西門子旗下的德國(guó)逆變器制造商Kaco新能源公司在12月推出了兩款應(yīng)用于大型光伏項(xiàng)目的碳化硅組串逆變器。迄今為止，其他逆變器制造商開發(fā)的碳化硅器件只是作為原型或小規(guī)模生產(chǎn)運(yùn)行。
