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碳中和的隐形“风口”,SiC产业链迎来光伏市场发展机遇

碳中和的隐形“风口”,SiC产业链迎来光伏市场发展机遇

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  • 发布时间:2022-02-21
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[概述]随着整个光伏市场景气发展,做为光伏系统大脑的光伏逆变器市场也迎来了发展风口,逆变器在光伏系统中承担着整个系统的交直流转换、功率控制、并离网切换等重要功能。

光伏逆变器是可以将光伏(PV)太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电(AC)的逆变器,可以反馈回商用输电系统,或是供离网的电网使用。光伏逆变器中机构件成本占比最高,为25%。

光伏逆变器成本占比情况




预计到2025年全球逆变器需求达到455GW,其中国内逆变器需求143GW,海外逆变器需求312GW;逆变器市场规模832亿元,其中国内逆变器市场规模159亿元,海外逆变器市场规模将达673亿元。

碳化硅器件是光伏逆变器降本的良好途径

目前,国内光伏产业正在迈入 “大组件、大逆变器、大跨度支架、大组串” 这样的 “大时代”。其中,大组串节省支架、土地和人工的效果明显,在组件价格触底且在系统比重越来越小的今天,意义越发凸显。目前第一轮的尺寸提升已初步完成,而HIT等高效电池技术效率提升、成本降低的工作还有一段路要走。

随着行业迈入 “后1500V” 以及 “20A大电流” 时代,要建成更大组串,进一步降低成本,目前常见的有两种办法:

一是降低组件工作电压。

二是提高电站的电压等级,近年来光伏电站电压等级从1000V提升至1500V,就必须使用第三代半导体材料也就是碳化硅功率器件。据了解,目前业内在研发1700V甚至2000V及以上电压等级技术,碳化硅的性能优势将进一步凸显。

有人要问,碳化硅的价格目前比硅要高出几倍,为什么还会有价格优势?

实际上,在光伏发电的系统当中,硅基的逆变器的成本占到系统的10%左右,但它却是系统损耗的一个主要来源。如果通过使用碳化硅功率模块的光伏逆变器,系统的转化效率可以从96%提升到99%以上,能量损耗能够降低50%以上,能够显著的提高循环设备的使用寿命,能够降低系统的体积,增加功率密度,从而降低生产成本。



实际上,在光伏逆变器企业降本之路的探索上,通过元器件升级,提高功率密度一直是提效降本最主要方式:效率更高,体积更小,发热量更低,同时耐高温性能更好也让产品更加可靠。

近年来,集中式逆变器的箱体越来越小就是功率器件升级的最直观体现,而同样体积的中小型逆变器,功率则提高了数倍,目前组串式光伏逆变器功率做到了275kW,与功率器件升级密不可分。

这时,宽禁带半导体的优势就显现出来了。碳化硅(SiC)的击穿电压是传统硅器件的十倍以上,并具有比硅更低的导通电阻,栅极电荷和反向恢复电荷特性,以及更高的热导率。这些特性意味着SiC器件可以在比硅器件更高的电压,频率和电流下切换,同时更有效地管理散热。由于功率转换效率与开关频率直接相关,因此碳化硅器件既可以处理比硅器件更高的电压,又可以确保超高开关和导通频率。

当前,从行业发展趋势来看,采用碳化硅器件可有效提高光伏发电转换效率,碳化硅MOSFET或碳化硅MOSFET与碳化硅SBD结合的功率模块的光伏逆变器,转换效率可从96%提升至99%以上,能量损耗降低50%以上,设备循环寿命提升50倍。

碳中和的隐形“风口”,SiC产业链迎来光伏市场发展机遇

[概述]随着整个光伏市场景气发展,做为光伏系统大脑的光伏逆变器市场也迎来了发展风口,逆变器在光伏系统中承担着整个系统的交直流转换、功率控制、并离网切换等重要功能。

光伏逆变器是可以将光伏(PV)太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电(AC)的逆变器,可以反馈回商用输电系统,或是供离网的电网使用。光伏逆变器中机构件成本占比最高,为25%。

光伏逆变器成本占比情况




预计到2025年全球逆变器需求达到455GW,其中国内逆变器需求143GW,海外逆变器需求312GW;逆变器市场规模832亿元,其中国内逆变器市场规模159亿元,海外逆变器市场规模将达673亿元。

碳化硅器件是光伏逆变器降本的良好途径

目前,国内光伏产业正在迈入 “大组件、大逆变器、大跨度支架、大组串” 这样的 “大时代”。其中,大组串节省支架、土地和人工的效果明显,在组件价格触底且在系统比重越来越小的今天,意义越发凸显。目前第一轮的尺寸提升已初步完成,而HIT等高效电池技术效率提升、成本降低的工作还有一段路要走。

随着行业迈入 “后1500V” 以及 “20A大电流” 时代,要建成更大组串,进一步降低成本,目前常见的有两种办法:

一是降低组件工作电压。

二是提高电站的电压等级,近年来光伏电站电压等级从1000V提升至1500V,就必须使用第三代半导体材料也就是碳化硅功率器件。据了解,目前业内在研发1700V甚至2000V及以上电压等级技术,碳化硅的性能优势将进一步凸显。

有人要问,碳化硅的价格目前比硅要高出几倍,为什么还会有价格优势?

实际上,在光伏发电的系统当中,硅基的逆变器的成本占到系统的10%左右,但它却是系统损耗的一个主要来源。如果通过使用碳化硅功率模块的光伏逆变器,系统的转化效率可以从96%提升到99%以上,能量损耗能够降低50%以上,能够显著的提高循环设备的使用寿命,能够降低系统的体积,增加功率密度,从而降低生产成本。



实际上,在光伏逆变器企业降本之路的探索上,通过元器件升级,提高功率密度一直是提效降本最主要方式:效率更高,体积更小,发热量更低,同时耐高温性能更好也让产品更加可靠。

近年来,集中式逆变器的箱体越来越小就是功率器件升级的最直观体现,而同样体积的中小型逆变器,功率则提高了数倍,目前组串式光伏逆变器功率做到了275kW,与功率器件升级密不可分。

这时,宽禁带半导体的优势就显现出来了。碳化硅(SiC)的击穿电压是传统硅器件的十倍以上,并具有比硅更低的导通电阻,栅极电荷和反向恢复电荷特性,以及更高的热导率。这些特性意味着SiC器件可以在比硅器件更高的电压,频率和电流下切换,同时更有效地管理散热。由于功率转换效率与开关频率直接相关,因此碳化硅器件既可以处理比硅器件更高的电压,又可以确保超高开关和导通频率。

当前,从行业发展趋势来看,采用碳化硅器件可有效提高光伏发电转换效率,碳化硅MOSFET或碳化硅MOSFET与碳化硅SBD结合的功率模块的光伏逆变器,转换效率可从96%提升至99%以上,能量损耗降低50%以上,设备循环寿命提升50倍。

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随着整个光伏市场景气发展,做为光伏系统大脑的光伏逆变器市场也迎来了发展风口,逆变器在光伏系统中承担着整个系统的交直流转换、功率控制、并离网切换等重要功能。

光伏逆变器是可以将光伏(PV)太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电(AC)的逆变器,可以反馈回商用输电系统,或是供离网的电网使用。光伏逆变器中机构件成本占比最高,为25%。

光伏逆变器成本占比情况


预计到2025年全球逆变器需求达到455GW,其中国内逆变器需求143GW,海外逆变器需求312GW;逆变器市场规模832亿元,其中国内逆变器市场规模159亿元,海外逆变器市场规模将达673亿元。

碳化硅器件是光伏逆变器降本的良好途径

目前,国内光伏产业正在迈入 “大组件、大逆变器、大跨度支架、大组串” 这样的 “大时代”。其中,大组串节省支架、土地和人工的效果明显,在组件价格触底且在系统比重越来越小的今天,意义越发凸显。目前第一轮的尺寸提升已初步完成,而HIT等高效电池技术效率提升、成本降低的工作还有一段路要走。

随着行业迈入 “后1500V” 以及 “20A大电流” 时代,要建成更大组串,进一步降低成本,目前常见的有两种办法:

一是降低组件工作电压。

二是提高电站的电压等级,近年来光伏电站电压等级从1000V提升至1500V,就必须使用第三代半导体材料也就是碳化硅功率器件。据了解,目前业内在研发1700V甚至2000V及以上电压等级技术,碳化硅的性能优势将进一步凸显。

有人要问,碳化硅的价格目前比硅要高出几倍,为什么还会有价格优势?

实际上,在光伏发电的系统当中,硅基的逆变器的成本占到系统的10%左右,但它却是系统损耗的一个主要来源。如果通过使用碳化硅功率模块的光伏逆变器,系统的转化效率可以从96%提升到99%以上,能量损耗能够降低50%以上,能够显著的提高循环设备的使用寿命,能够降低系统的体积,增加功率密度,从而降低生产成本。

实际上,在光伏逆变器企业降本之路的探索上,通过元器件升级,提高功率密度一直是提效降本最主要方式:效率更高,体积更小,发热量更低,同时耐高温性能更好也让产品更加可靠。

近年来,集中式逆变器的箱体越来越小就是功率器件升级的最直观体现,而同样体积的中小型逆变器,功率则提高了数倍,目前组串式光伏逆变器功率做到了275kW,与功率器件升级密不可分。

这时,宽禁带半导体的优势就显现出来了。碳化硅(SiC)的击穿电压是传统硅器件的十倍以上,并具有比硅更低的导通电阻,栅极电荷和反向恢复电荷特性,以及更高的热导率。这些特性意味着SiC器件可以在比硅器件更高的电压,频率和电流下切换,同时更有效地管理散热。由于功率转换效率与开关频率直接相关,因此碳化硅器件既可以处理比硅器件更高的电压,又可以确保超高开关和导通频率。

当前,从行业发展趋势来看,采用碳化硅器件可有效提高光伏发电转换效率,碳化硅MOSFET或碳化硅MOSFET与碳化硅SBD结合的功率模块的光伏逆变器,转换效率可从96%提升至99%以上,能量损耗降低50%以上,设备循环寿命提升50倍。

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发布时间:2020-04-09 00:00:00
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