Siliziumkarbid Wechselrichter für Mittelspannung Gitter

Sep 08, 2020

Deutschland Fraunhofer Institut für Solarenergiesysteme (ISE) hat A 250-kW entwickelt Siliziumkarbid (Sic) Wechselrichter, der in Utility-Scale verwendet werden kann PV Projekte, die mit einer Mittelspannung verbunden sind Gitter. im Vergleich zu einem Standard PV Inverter mit Siliziumtransistoren, die Schöpfer dieses SIC-Geräts behaupten, dass er den Bedarf an einem 50 Hz-Transformator entfällt, wenn PV Anlagen sind mit Mediumspannung verknüpft Netzwerke.


Der Wechselrichter wurde mit 3,3-kV erstellt SIC-Transistoren mit niedrigeren Leistungsverlusten als Standard-Silizium Transistoren. "Diese ermöglicht es, den Wechselrichterstapel mit einer Schaltfrequenz von 16 kHz zu betreiben, "der Fraunhofer Wissenschaftler angegeben. "Mit Moderne Siliziumtransistoren sind in dieser Spannung nur etwa 10-fache niedrigere Schaltfrequenzen möglich. " Nach Angaben der Wissenschaftler hat das Gerät eine höhere Schaltfrequenz, was zu einem kleineren Format der passiven Komponenten führt.


Fraunhofer ISE Wechselrichter war auch mit einer aktiven Flüssigkeitskühltechnik ausgestattet, wo Ein flüssiger Kunststoffester wird in das Gerät gepumpt, um die Transistoren abzukühlen. "AT Gleichzeitig dient das Kühlmedium für die Filterdrosseln als elektrisches Isoliermedium, so dass die Filterdrosseln noch kompakter gemacht werden kann, "die Forscher weiter erklärt.


Der Wechselrichter läuft bei 98,4% Effizienz und können in einer modularen Verbindung mehrerer Wechselrichterstapel installiert werden, was sie nach seinen Erstellern ideal macht, für den Einsatz von Systemen in Megawatt-Skala. "Nehmen Berücksichtigung zusätzlicher Installationsraum für Schaltanlagen und Kühleinheit, ein Volumeneinsparung des Wechselrichtersystems von bis zu 40 Prozent kann im Vergleich zu kommerziellen Wechselrichtersystemen dieser Spannungsklasse erzielt werden, "das Forschungsinstitut angegeben.


Diese Wechselrichter, die die Wissenschaftler als "High-Blocking definieren SIC-Geräte, "können ein breites Anwendungsspektrum in der Mittelspannung RANGE. "Vor allem Für große Photovoltaikkraftwerke ist der Trend in Richtung höhere und höhere Spannungen, "bestätigt Andreas Hensel, Leiter des Teams Medium Voltage Power Electronics bei Fraunhofer ISE.


Silizium Carbid-basiert Wechselrichter sind bekannt, um eine höhere Leistungsdichte bereitzustellen und weniger Kühlung zu erhalten, was zu einem niedrigeren Gesamtsystem kostet Traditionelle Wechselrichter auf Basis von Silizium Transistoren. Defekte an der Schnittstelle zwischen dem Siliziumkarbid und dem isolierenden Siliciumdioxidmaterial sind jedoch immer noch eine große Barriere, um die Technologie zur Massenproduktion zu bringen.


Deutscher Inverter-Hersteller KACO Neue Energie, eine Tochtergesellschaft des deutschen Industrie-Konglomerats Siemens, zwei SIC-String-Wechselrichter für Anwendungen in Großraum PV Projekte in Dezember. Andere Wechselrichter-Hersteller haben bisher umfassende Siliziumkarbid-Geräte nur als Prototypen oder in der kleinen Produktion von Runs.

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