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随着清洁能源的快速增长，作为光伏系统心脏的太阳能逆变器俨然已经成为能源革命浪潮中的超级赛道。高效的光伏系统，离不开功率器件。全IGBT方案、混合SiC方案和全SiC方案以其在成本、性能、空间、可靠性等方面不同的优势，均在市场上有广泛应用。但随着SiC成本下降，全SiC方案被越来越多的厂家采用。
未来10年，光伏逆变器市场狂飙
目前，风能和太阳能的总发电量已经超过了水力发电。预计到2028年，清洁能源的比重将达到42%。中国市场增长势头强劲，已成为全球清洁能源增长的主要驱动力。光伏逆变器承载着将太阳能光伏组件产生的直流电转换为交流电的重任，是光伏系统重要组件之一。预计2023-2033年的十年间，太阳能逆变器市场将会从1352亿美元增长至7307亿美元，年均复合增长率高达18.38%。值得一提的是，全球十大太阳能逆变器供应商中，大多数来自中国。
“安森美的SiC市场份额近年来迅速扩大，这一成果很大程度上归功于中国市场的贡献，以及安森美在SiC技术方面的端到端优势。”在慕尼黑华南电子展同期举行的2024碳中和创新论坛——新型储能技术及应用上，安森美电源方案事业部技术市场部高级经理Kevin Yu表示。
3KW到350KW功率产品，智领能源全场景应用
户用、商业、大型电站功能不同，对功率产品的要求不同。
首先是户用储能，适用于家庭用户，通常在住宅屋顶或庭院安装600瓦、1千瓦或1.2千瓦的光伏组件，基本采用单管和小模组；
其次是工商业系统，适用于大型工厂、购物中心等商业设施，规模较大，通常采用单管和小型模块的组合；
最后是发电厂，位于偏远地区如荒山、沙漠等地，用于大规模电力生产，全部采用模组组合。
针对这些不同的应用场景，安森美提供了从3KW到350KW不同功率等级的功率产品，包括IGBT、SiC和PIM，以及多种拓扑结构，以满足多样化的需求。
在选择使用模组或单管进行项目开发时，需要综合考量多个因素。单管虽然成本更低、灵活性更高，并且更容易找到替代品，但设计复杂度高，需要处理电路设计、信号完整性和热管理等问题，同时长期的可靠性和稳定性也需要通过精心设计和测试来保证。而模组则更加易于集成，简化了开发过程，缩短了产品上市时间，并且由于集成了多个组件，有助于减少PCB尺寸，提高可靠性。然而，模组的成本相对较高，灵活性较低。因此，选择哪种方式主要取决于项目的具体需求，包括成本预算、开发时间、性能要求以及未来的可维护性等因素。安森美提供了广泛且高性能的模组解决方案，如F1、Q0、F2、Q1、Q2和F5+BP等各种类型的模组，可以满足不同应用场景的需求。
全SiC模组加速渗透
采用全SiC方案，不仅能够提高系统效率，还能使设计更加紧凑。此外，IGBT存在一个固有的局限，即其开关频率无法做得很高，而SiC则可以在100kHz以上的频率下稳定工作，这对于许多应用来说是一个显著的优势。
在公用事业应用中，针对1100V 两电平Boost升压转换器的设计，安森美提供了三种方案以满足不同需求：全IGBT [Si IGBT + 二极管]模块方案、混合 IGBT
[Si IGBT + SiC 二极管]模块方案、全SiC模块方案。在这三种方案中，全IGBT的成本最低，而混合IGBT由于其性能和成本之间的平衡较为普遍。全SiC方案则提供了最佳性能，包括更快的开关速度、更低的模块损耗和更小的体积，但伴随着更高的成本。
随着市场对能源转换效率和体积的要求越来越高，全SiC方案将成为一大趋势。至于全SiC方案的成本制约因素，Kevin Yu表示：“IGBT技术已经发展了数十年，随着市场的成熟和技术的优化，未来进一步降价的空间将越来越有限。相比之下，作为一项相对较新的技术，碳化硅在未来仍有较大的降价潜力和发展空间。这意味着，随着时间的推移，全SiC方案的成本可能会逐渐降低，使其更具竞争力。”
选择功率模块方案时，需要根据实际应用情况，充分考虑到未来可能的变化和扩展需求，确保所选方案能够在较长一段时间内保持其适用性和竞争力。在SiC模块方面，安森美提供30 多款集成SiC MOSFET 和SiC 二极管的EliteSiC功率集成模块(PIM)，电压额定值高达1200 V。此外，安森美还提供超过20 款结合SiC 和硅技术特性的混合Si IGBT 和 SiC器件模块，形成全面的产品阵容满足客户的特定需求。
