Strauji mainīgajā atjaunojamās enerģijas ainavā,Enerģijas uzglabāšanas sistēma(ESS) ir kļuvis par būtisku tīkla stabilitātes pīlāru. Jebkuras ESS pamatā ir Power Conversion System (PCS), kas ir galvenais aprīkojums, kas atbild par divvirzienu maiņstrāvas/līdzstrāvas pārveidošanu. PCS veiktspēju, efektivitāti un uzticamību lielā mērā nosaka tā pamatā esošie jaudas pusvadītāju slēdži. Pašlaik šajā telpā dominē divas galvenās tehnoloģijas: tradicionālie silīcija-izslēgtie bipolārie tranzistori (SiC IGBT) un nākamās-paaudzes silīcija karbīda (SiC) MOSFET.
SiC izrāviens: augstāka efektivitāte un minimāli zaudējumi
Tomēr, tā kā enerģijas uzglabāšanas prasības virzās uz lielāku jaudas blīvumu un lielāku integrāciju, silīcija{0}}ierīces tuvojas savām fiziskajām robežām. Šeit silīcija karbīda (SiC) MOSFET darbojas kā traucējošs spēks. Silīcija karbīdam kā platjoslas spraugas (WBG) pusvadītājam ir raksturīgas materiāla īpašības, kas ļauj tam darboties ar ievērojami augstākām pārslēgšanas frekvencēm, vienlaikus samazinot pārslēgšanas enerģijas zudumus līdz pat 50–70%, salīdzinot ar tradicionālajiem IGBT.
Papildus efektivitātei SiC ierīcēm ir izcila siltumvadītspēja un tās var izturēt daudz augstāku darba temperatūru. Tā kā SiC rada ievērojami mazāk atkritumu siltuma, inženieri var ievērojami samazināt smago dzesēšanas radiatoru izmēru vai pat pāriet no sarežģītām šķidruma{1}}dzesēšanas sistēmām uz vienkāršāku piespiedu{2}}gaisa dzesēšanu.
800 V pāreja un ceļš uz nākotni
Pašlaik nozarē notiek milzīga arhitektūras pāreja uz 800 V-un pat 1500 V-augstsprieguma-akumulatoru platformām, lai palielinātu caurlaidspēju un samazinātu kabeļu zudumus. Pie šiem paaugstinātajiem sprieguma sliekšņiem tradicionālie IGBT cieš no pieaugošiem pārslēgšanās zudumiem, kas bieži vien prasa sarežģītas daudzlīmeņu topoloģijas, kas palielina sistēmas ievainojamību. SiC MOSFET ar savu lielo elektriskā lauka intensitāti var viegli tikt galā ar šo augstsprieguma{8}}vidi, izmantojot vienkāršākus, elegantākus ķēžu dizainus.
Līdz ar to SiC strauji pāriet no augstākās kvalitātes alternatīvas uz galveno nozares jaunināšanas ceļu. Lai gan SiC mikroshēmām pašlaik ir augstākas atsevišķu komponentu izmaksas nekā IGBT, holistiskais ietaupījums, kas panākts, izmantojot mazākus korpusus, samazinātu siltuma pārvaldību un enerģijas ietaupījumu mūža garumā, ir pārliecinošs ekonomisks pamatojums. Turpmāk SiC ir gatavs pakāpeniski aizstāt tradicionālos IGBT vidējas{2}}līdz-jaudas lietojumos, galu galā kļūstot par standarta konfigurāciju komerciālām, rūpnieciskām un komunālajām-enerģijas uzglabāšanas sistēmām visā pasaulē.