德州仪器如何应对可再生能源不稳定性方面的相关挑战

本次上海嵌入式展中，EETOP应邀参加德州仪器可再生能源话题的群访讨论。在与德州仪器（TI）中国深圳区经理王凡总经理的深入沟通中，进一步了解到德州仪器（TI）在储能方向的计划与挑战。

新能源发电目前所面临的挑战

光伏是可持续性能源其最大的问题就是不稳定，并会随着季节、地理位置和光照强度而变化。这种不稳定性对电网有极大的影响，给电能变换带来了很大挑战，是整个电力电子行业需要解决的问题。

不稳定性很多情况下都是自然界带来的。以光伏为例，下雨天、阴天、晚上就没有能量了，不同的高度和角度在不同季节的发电量也是不一样的。对于风能来说就是风力大小，对于水力发电来说就是水流大小。我们去处理不稳定性时有不同的方法，光伏发电面板的效率是非常重要的指标，这个效率的提升除了从光伏面板的材料解决之外，还可以通过算法来解决。我们的C2000中可以运行叫MPPT的最大功率跟踪算法，可以最大化光伏面板的发电效率。风能也有相应的算法和系统级的考虑。然而器件其实都是类似的，TI的C2000实时控制器可以控制电能变化，TI的M0可以实现控制和逻辑通讯，无线产品可以用来配置蓝牙、接入网络，还有其它各种各样的模拟器件可以发挥作用。TI不只提供芯片，也提供完整的方案以及参考设计，供客户快速验证。

图片来源：EETOP运营总监 王婷婷

TI通过储能系统让电能变得更加稳定。如果产生的电用不完，就可以储存起来，在需要使用却没有光的场景下，再把电能释放，这是储能的解决方案。其次是做好双向的功率变换器，因为储能系统需要充也需要放，功率变换器的效率就决定了整个系统的效率。我们是芯片供应商和解决方案供应商，在新能源领域有非常丰富的芯片解决方案。

聚焦到微型逆变器，它需要高功率密度。TI的C2000™是电力电子行业非常成熟的实时控制器，再加上推出的第三代氮化镓功率器件，能够帮助客户实现高频率、高效率、高功率密度、小体积。

德州仪器在智能电网方面整套的解决方案

随着可再生能源越来越多，太阳能、风能等不稳定的能源对电网的压力非常巨大。比如夏天傍晚，城市几乎所有家庭都开着空调，电动车也会在晚上充电，这些都需要很大的电网能源，但这时是没有太阳能的。所以，电网的发电和用电其实是不平衡的，这就是智能电网现在非常关注的地方。

解决这个问题分几个方面。首先是基础设施，智能电网通过智能电表去做测量，先要测得准，测完了还需要把测到的用电量和实时信息传输到电网。第二是储能和逆变器，这是可再生能源在智能电网中最基础的应用，光伏到储能、储能再回到电网的过程中，能源的变换是基础；第三是电网的通信，我们需要让整个电网所有的数据通过通讯集中起来，供上层设备管理和调配。

把这些考量综合起来之后，我们可以发现TI在所有基础领域里都有合作。MSP430™电表芯片拥有电流检测、温度检测、传感器和通讯等功能，可以用于智能电表。bq59616可以实现高精度的电池计量，检测每一节储能电池的电压和温度，来实现保护与均衡。变换器中的氮化镓、C2000控制器、门级驱动都有方案。这就是德州仪器支持智能电网发展的方式。

德州仪器未来如何面对中国广阔的新能源市场

新能源车和可再生能源的互动是业界非常重要的一个环节。现在新能源车的发展迅速，中国在这一领域又是全球领先。新能源车和可再生能源之间其实是协同的关系，如果新能源车充的电来自煤炭、石化，其实并不是真正的新能源，过程中还是包括碳排放。新能源车将来的趋势就是光储充一体，光伏发电，储能存储，最后充电给新能源车，这才叫绿色能源、绿色出行。随着车越来越多，充电对电网的消耗也非常大，电网高峰期的负荷也会非常大。这就是为什么储能在电网里的影响很重要。

车载的OBC和驱动德州仪器都有方案，C2000也被应用于充电桩。这些系统的本质其实都是能量转换，光变成电能是能量变换，存储到电池也是能量变换，反向输出到车又是能量变换。我们可以把它看成可再生能源的能量流动，每一次变换都会有效率损失，所以流动过程中如果提高效率就至关重要。

德州有非常多的客户，他们的基础芯片架构就是C2000支持的双向逆变。现在充电桩的发展包括两部分，一是越建越多，二是越充越快。

中国在光伏和风能领域都是全球领先的，这也是德州仪器非常看好的市场。TI特别希望和中国客户合作，把高可靠性、高性价比，高效率的方案提供给广大的中国客户。