隨著清潔能源的快速增長，作為光伏系統(tǒng)心臟的太陽能逆變器儼然已經成為能源革命浪潮中的超級賽道。高效的光伏系統(tǒng)，離不開功率器件。全IGBT方案、混合SiC方案和全SiC方案以其在成本、性能、空間、可靠性等方面不同的優(yōu)勢，均在市場上有廣泛應用。但隨著SiC成本下降，全SiC方案被越來越多的廠家采用。

未來10年，光伏逆變器市場狂飆

目前，風能和太陽能的總發(fā)電量已經超過了水力發(fā)電。預計到2028年，清潔能源的比重將達到42%。中國市場增長勢頭強勁，已成為全球清潔能源增長的主要驅動力。光伏逆變器承載著將太陽能光伏組件產生的直流電轉換為交流電的重任，是光伏系統(tǒng)重要組件之一。預計2023-2033年的十年間，太陽能逆變器市場將會從1352億美元增長至7307億美元，年均復合增長率高達18.38%。值得一提的是，全球十大太陽能逆變器供應商中，大多數來自中國。

“安森美的SiC市場份額近年來迅速擴大，這一成果很大程度上歸功于中國市場的貢獻，以及安森美在SiC技術方面的端到端優(yōu)勢?！痹谀侥岷谌A南電子展同期舉行的2024碳中和創(chuàng)新論壇——新型儲能技術及應用上，安森美電源方案事業(yè)部技術市場部高級經理KevinYu表示。

3KW到350KW功率產品，智領能源全場景應用

戶用、商業(yè)、大型電站功能不同，對功率產品的要求不同。

首先是戶用儲能，適用于家庭用戶，通常在住宅屋頂或庭院安裝600瓦、1千瓦或1.2千瓦的光伏組件，基本采用單管和小模組；

其次是工商業(yè)系統(tǒng)，適用于大型工廠、購物中心等商業(yè)設施，規(guī)模較大，通常采用單管和小型模塊的組合；

最后是發(fā)電廠，位于偏遠地區(qū)如荒山、沙漠等地，用于大規(guī)模電力生產，全部采用模組組合。

針對這些不同的應用場景，安森美提供了從3KW到350KW不同功率等級的功率產品，包括IGBT、SiC和PIM，以及多種拓撲結構，以滿足多樣化的需求。

在選擇使用模組或單管進行項目開發(fā)時，需要綜合考量多個因素。單管雖然成本更低、靈活性更高，并且更容易找到替代品，但設計復雜度高，需要處理電路設計、信號完整性和熱管理等問題，同時長期的可靠性和穩(wěn)定性也需要通過精心設計和測試來保證。而模組則更加易于集成，簡化了開發(fā)過程，縮短了產品上市時間，并且由于集成了多個組件，有助于減少PCB尺寸，提高可靠性。然而，模組的成本相對較高，靈活性較低。因此，選擇哪種方式主要取決于項目的具體需求，包括成本預算、開發(fā)時間、性能要求以及未來的可維護性等因素。安森美提供了廣泛且高性能的模組解決方案，如F1、Q0、F2、Q1、Q2和F5+BP等各種類型的模組，可以滿足不同應用場景的需求。

全SiC模組加速滲透

采用全SiC方案，不僅能夠提高系統(tǒng)效率，還能使設計更加緊湊。此外，IGBT存在一個固有的局限，即其開關頻率無法做得很高，而SiC則可以在100kHz以上的頻率下穩(wěn)定工作，這對于許多應用來說是一個顯著的優(yōu)勢。

在公用事業(yè)應用中，針對1100V 兩電平Boost升壓轉換器的設計，安森美提供了三種方案以滿足不同需求：全IGBT [Si IGBT + 二極管]模塊方案、混合 IGBT[Si IGBT + SiC 二極管]模塊方案、全SiC模塊方案。在這三種方案中，全IGBT的成本最低，而混合IGBT由于其性能和成本之間的平衡較為普遍。全SiC方案則提供了最佳性能，包括更快的開關速度、更低的模塊損耗和更小的體積，但伴隨著更高的成本。

隨著市場對能源轉換效率和體積的要求越來越高，全SiC方案將成為一大趨勢。至于全SiC方案的成本制約因素，KevinYu表示：“IGBT技術已經發(fā)展了數十年，隨著市場的成熟和技術的優(yōu)化，未來進一步降價的空間將越來越有限。相比之下，作為一項相對較新的技術，碳化硅在未來仍有較大的降價潛力和發(fā)展空間。這意味著，隨著時間的推移，全SiC方案的成本可能會逐漸降低，使其更具競爭力?！?/p>

選擇功率模塊方案時，需要根據實際應用情況，充分考慮到未來可能的變化和擴展需求，確保所選方案能夠在較長一段時間內保持其適用性和競爭力。在SiC模塊方面，安森美提供30 多款集成SiC MOSFET 和SiC 二極管的EliteSiC功率集成模塊(PIM)，電壓額定值高達1200V。此外，安森美還提供超過20 款結合SiC 和硅技術特性的混合Si IGBT 和 SiC器件模塊，形成全面的產品陣容滿足客戶的特定需求。