你知道现状光伏电站中的碳化硅逆变器的特点有哪些吗？

在现在的生活中，太阳能产品处处可见，人们用太阳能煮饭，还有太阳能热水器等等，无处不见太阳能产品，当然，最重要的还是太阳能发电，但是目前的技术并不能让人们很好利用太阳能发电。

德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(Fraunhofer ISE)研发了一款250kW的碳化硅逆变器，可用于连接中压系统的公用事业规模的光伏项目。与采用硅晶体管的普通光伏逆变器相比，这款碳化硅逆变器的研发者声称，采用该产品后光伏发电系统连接到中压电网时，不再需要50HZ变压器。

光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。当光子照在金属上时，其能量可以被金属中的电子吸收。电子吸收的能量足够大，足以克服金属的内部重力而起作用，从金属表面逸出并成为光电子。硅原子有4个外部电子。如果纯硅掺杂有5个外部电子(例如磷原子)，它将成为N型半导体;如果纯硅掺杂了3个外部电子，例如硼原子形成P型半导体。当P型和N型结合时，接触表面将形成电势差并成为太阳能电池。

当阳光照射到P-N结时，电流从P型侧流向N型侧，从而形成电流。光伏发电是一种现象，其中光在不平坦的半导体或半导体与金属键合的不同部分之间引起电势差。首先是将光子(光波)转换为电子，然后将光能转换为电能的过程。其次是形成电压的过程。

逆变器电源的体积和重量主要由储能组件决定，因此逆变器电源的小型化本质上是尽可能减小储能组件的体积。因此，当我们将频率从50Hz增加到20KHz时，电气设备的体积和重量大约减少到工频设计的5-10%。主要材料可节省90%或更多，而电可节省30%以上。由于电力电子设备的工作频率上限的逐渐增加，逆变器电源的体积和重量也将越来越小。在一定范围内，增加开关频率不仅可以有效减小电容器，电感器和变压器的尺寸，而且可以抑制干扰并提高系统的动态性能。因此，高频是逆变电源的主要发展方向。

该逆变器使用3.3kV碳化硅晶体管，其功率损耗低于标准的硅晶体管。弗劳恩霍夫(Fraunhofer)的科学家指出：“这允许通过以16kHz的频率开关来操作电站的逆变器组。即使使用最先进的硅晶体管，在此电压水平下，最多也只能使用1.6。两者之间的KHz开关相差十倍。”根据科学家的说法，使用较高频率的开关可以使用较小格式的无源组件。

逆变器的缺点之一是噪声大。单纯追求高频会增加噪音。原则上，使用部分谐振转换电路技术既可以提高频率又可以降低噪声。因此，尽可能降低噪声影响是逆变器电源的另一发展方向。模块化具有两个含义，包括功率设备的模块化和电源设备的模块化。常见的设备模块包括一个单元，两个单元，甚至六到七个单元。随着电源技术的发展，开关设备的驱动保护电路也被集成到电源模块中，形成了智能电源模块，不仅减小了整机的体积，而且方便了电源的设计和制造整机。

该逆变器的工作转换效率为98.4%，可以安装在模块化设计的逆变器堆栈中，这使得该产品成为兆瓦级系统的理想选择。弗劳恩霍夫研究所表示：“与相同中压水平的商用逆变器系统相比，考虑到开关设备和冷却装置的额外安装空间。我们开发的逆变器可节省多达40%的体积。”

使用碳化硅晶体管的逆变器以更高的功率密度和更少的冷却需要而闻名，这导致了它比硅晶体管的传统逆变器有着更低的总系统成本。然而，在碳化硅和绝缘二氧化硅材料之间的接触缺陷仍然是这类技术大规模生产的主要障碍。太阳能虽然可以产生很大能量，但是现在的技术还不足以保证人类所有的运转，这就需要我们保护能源，从自己做起，从身边的点滴做起，节约能源，是我们人类每一个人应尽的责任。