Карбид кремния (SiC) — материал, который в последнее время начал пользоваться большим спросом в производстве электромобилей в Китае. Он используется в системе управления мощностью в связи с высокой теплопроводностью, высоким пробивным напряжением и лучшей производительностью в условиях высоких температур. Помимо производства электромобилей, этот материал набирает популярность у производителей инверторов, так как он обладает уникальными преимуществами по сравнению с БТИЗ. Hopewind распознала эту революционную тенденцию и начала применять карбид кремния в производстве инверторов.

В связи с беспрецедентным спросом в отраслях производства электромобилей и фотовольтаики возник дефицит БТИЗ, поступление которых может занять до 54 недель. С этой проблемой так или иначе сталкиваются все производители инверторов. Устройства на основе карбида кремния представляют собой более интересную альтернативу модулям БТИЗ за счет лучших характеристик и стабильности. Компания Hopewind, ведущий глобальный поставщик решений в области возобновляемой энергии, применяет такие устройства в своих инверторах, что обеспечивает потрясающую производительность и стабильность, одновременно компенсируя дефицит в цепочке поставок. По сравнению с БТИЗ устройства на основе карбида кремния обладают следующими преимуществами.

Адаптируемость к высоким температурам окружающего воздуха

Устройства на основе карбида кремния обладают более высокой теплопроводностью по сравнению с БТИЗ, благодаря чему их производительность не снижается при высоких температурах. Такие устройства лучше подходят для работы в условиях высоких температур и не требуют развертывания сложных систем охлаждения. По статистике, устройства на основе карбида кремния демонстрируют стабильные показатели при температуре до 260 градусов, а производительность БТИЗ снижается уже при 200 градусах.

Более высокая скорость переключения

По сравнению с БТИЗ устройства на основе карбида кремния демонстрируют существенно более высокую скорость переключения. Это позволяет использовать более высокую рабочую частоту и снижает потери при переключении, что повышает эффективность. Максимальная частота для устройств на основе карбида кремния может достигать 4,5 ГГц, тогда как для БТИЗ она не превышает 2 ГГц.

Более высокое допустимое напряжение

Значение ширины запрещенной энергетической зоны устройств на основе карбида кремния достигает 3 эВ, благодаря чему в сравнении с устройствами на основе кремния, такими как БТИЗ, пробивное напряжение выше, а сопротивление в открытом состоянии ниже. Ширина запрещенной энергетической зоны БТИЗ не превышает 2,2 эВ. За счет этого устройства на основе карбида кремния выдерживают более высокое напряжение, а потери энергии во время работы снижаются.

В случае применения в фотоэлектрических инверторах модули на основе карбида кремния повышают эффективность инверторов и снижают потери энергии. В этом случае эффективность преобразования может подняться с 96% до 99% и выше. Также устройства на основе карбида кремния выделяют меньше тепла во время работы, что снижает потери на электропроводность, а следовательно, и потери энергии более чем на 50%. Использование карбида кремния продлевает срок службы инверторов в 50 раз и повышает рентабельность инвестиций конечных пользователей. И наконец, устройства на основе карбида кремния обеспечивают более высокую удельную мощность, т. е. они выдерживают более высокий уровень напряжения и тока при более компактных размерах по сравнению с БТИЗ. Коэффициент пост./пост. тока может улучшиться на 35%. Это позволяет уменьшить габариты и вес конвертеров, что дает преимущество при развертывании солнечных электростанций с особыми требованиями к весу и размерам.

Hopewind применяет карбид кремния на производстве фотоэлектрических инверторов с разными классами мощности — от 3 кВт до 385 кВт. За счет повышенной эффективности преобразования этот материал снижает потери энергии и эксплуатационные расходы.

Технология применения карбида кремния хорошо отработана и доступна на рынке. Иными словами, на рынке доступен широкий ассортимент компонентов и систем на основе карбида кремния. Закупка таких компонентов и систем ускоряется и упрощается, что компенсирует проблемы, возникающие в связи с дефицитом БТИЗ в цепочке поставок. Это решение лучше всего подходит для проектов со сжатыми сроками и строгими требованиями.

О компании Hopewind

Компания Hopewind была основана в 2007 г. и зарегистрирована на Шанхайской фондовой бирже в 2017 г. Компания специализируется на разработке и производстве решений в области возобновляемой и электрической энергии, в число которых входят преобразователи тока для ветроэнергетических установок, фотоэлектрические инверторы, системы накопления энергии с использованием аккумуляторных батарей, СГРМ и промышленные приводы. Как ведущий производитель комплексных решений в области возобновляемой энергии, компания Hopewind приняла участие в научно-исследовательском проекте Wingrid, который проводился в рамках программы ЕС Horizon 2020 в лаборатории DNV Netherlands. В 2023 г. преобразователь тока для ветроэнергетических установок Hopewind получил сертификат DNV как первое в мире решение, формирующее сеть. Кроме того, в Китае компания Hopewind признана поставщиком инверторов для коммунальных предприятий первого порядка. В феврале 2024 г. разработанный компанией струнный инвертор мощностью 385 кВт был признан самым мощным в мире струнным инвертором. Компания демонстрирует беспрецедентные результаты: совокупная мощность решений в области возобновляемой энергии, поставленных клиентам со всего мира к концу 2023 г., превышает 150 ГВт.