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重塑太陽能:如何使太陽能光伏產品更智能、更高效

2011/3/2 15:40:04   電源在線網
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    太陽照射地球每6個小時產生的能量就足以滿足全球整整一年的能源需求。憑借這筆免費的巨額綠色財富,光伏(PV)技術毅然成為了環保運動的象征。然而,光伏/太陽能這種未來能源雖已問世三十余載,其產量卻不到世界能源產量的0.5%。

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    恩智浦的低功耗集成電路(IC)專用最大功率點跟蹤(MPPT)算法,結合其即將獲得專利的算法,如以電池充電為例,它從一塊太陽能面板提取的能量比傳統的控制器要高出30%以上。

    在設計領域,恩智浦Delta轉換器架構可讓每一塊太陽能面板保持最優運行效率。恩智浦首創氮化鎵MOSFETS,具有高頻轉換和傳導電阻低的特點,較傳統基于IGBT解決方案耗電更少。將太陽能從新興能源轉變為主流能源面臨著多方面的機遇和挑戰。盡管來自太陽光照的能量巨大無比,但限于設備轉換費用昂貴以及轉換效率仍有待提高等原因,使太陽能光伏成為免費商品的路還很漫長,而利用半導體來管理轉換系統則能夠很容易地解決這個問題。目前,光伏能的發展在很大程度上取決于激勵機制、政策主張和“小額貸款”的資本投資模式。然而,太陽能光伏總有一天會與化石燃料在價格上持平,這一點毫無疑問。從系統角度來看,大規模部署太陽能裝置會改變能源配送的模式,因為這將會涉及諸多因素,如電網運行、負載處理以及其他實際問題。這意味著光伏能的推廣應用正處于或已經接近它的轉折點,而半導體技術的最新發展恰恰具有推動這種轉變的潛力。

    當今最先進的太陽能發電系統是由一套相對簡單的元組件構成。當一切如期運行時,其轉換效率約為10-15%。一系列廣泛的數字及高性能混合信號(HPMS)半導體技術正在構成全新的系統架構。這些新架構在設計上得到了優化以調節環境變化所造成的效率下降,同時通過監測和糾正各元組件的運行特點來優化系統的功率。

    安裝能夠向電網傳遞更多功率的太陽能系統極為重要。原因有二:首先,生成但不傳遞到電網的太陽能光伏并不會帶來消費利益;其次,通過提高運行效率每節省一千瓦時(kWh)的能量,就相當于減少向大氣層釋放新安裝的太陽能面板每kWh產生的二氧化碳排放量。

    恩智浦半導體一直通過開發軟件和硬件技術致力于提高能源轉換效率。此外,恩智浦還在繼續研究用于應對太陽能面板所經歷環境變化的運算法則,以及光伏模塊本身的特質。

    恩智浦還供應各種超低功耗的微控制器、驅動器、MOSFET以及其它元件,以滿足太陽能技術發展的需求,而較競爭技術,太陽能技術可提供更高的性能和效率。

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    通常,人們非常關注光伏電池在能源轉換能力上的提升,這主要是因為一個典型的商用光伏電池的效率仍然有限,僅為10-20%(取決于電池技術)。然而,整個系統的最終效率更為重要,而它會受到諸多常見因素的影響,如陰影在面板上的不均勻分布,或是樹葉、灰塵或鳥糞等外物落在面板上。

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