光伏逆變器“核心器件”IGBT在光伏逆變器的應(yīng)用

自20世紀(jì)70年代全球爆發(fā)石油危機(jī)以來，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)引起了各國(guó)高度重視，光伏行業(yè)在全球迅速發(fā)展，經(jīng)過多年的研究和技術(shù)開發(fā)，太陽(yáng)能光伏組件價(jià)格已大幅下降，且太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化效率也得以提高，使得太陽(yáng)能光伏發(fā)電的商業(yè)化開發(fā)與應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。

光伏逆變器是連接太陽(yáng)能光伏電池板和電網(wǎng)之間的電力電子設(shè)備，是整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備之一；主要將太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的直流電通過功率模塊轉(zhuǎn)換成可以并網(wǎng)的交流電，是光伏發(fā)電系統(tǒng)的“心臟”；逆變器還承擔(dān)檢測(cè)組件、電網(wǎng)、電纜運(yùn)行狀態(tài)，和外界通信交流，系統(tǒng)安全管家等重要功能。

近年來，光伏產(chǎn)業(yè)熱潮不斷；隨著光伏裝機(jī)量的持續(xù)增長(zhǎng)，對(duì)IGBT的需求也迅速攀升；IGBT作為光伏逆變器的重要組成部分，在光伏等領(lǐng)域的應(yīng)用極為廣泛。

截至2021年底，光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)容量達(dá)到3．06億千瓦，突破3億千瓦大關(guān)，連續(xù)7年穩(wěn)居全球首位。行業(yè)得到快速發(fā)展，光伏產(chǎn)業(yè)已正式進(jìn)入平價(jià)上網(wǎng)時(shí)代。

根據(jù)國(guó)家能源部數(shù)據(jù)：2021年中國(guó)光伏新增裝機(jī)量達(dá)54．9GW，其中分布式新增裝機(jī)容量不斷增長(zhǎng)，2021年占比首次超過50％，裝機(jī)量為29．3GW，其中新疆、西藏等地的光伏消納水平顯著提升。

光伏逆變器原材料主要由機(jī)構(gòu)件（27．6％）、電感（14．2％）、半導(dǎo)體器件等構(gòu)成，半導(dǎo)體器件和集成電路材料主要為IGBT元器件、IC半導(dǎo)體，其中以IGBT為主的半導(dǎo)體器件占逆變器成本約11．8％左右。

IGBT作為功率器件，在逆變器中承擔(dān)著功率變換和能量傳輸?shù)淖饔?，是逆變器的心臟。

IGBT在光伏逆變器的核心利用體現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)保護(hù)、過電流／短路保護(hù)、過溫保護(hù)、機(jī)械故障保護(hù)等四個(gè)方面。

此前光伏逆變器領(lǐng)域使用的IGBT幾乎都是進(jìn)口品牌，但是海外供應(yīng)商大面積缺貨，光伏逆變器廠家生產(chǎn)非常緊張，轉(zhuǎn)而選擇國(guó)內(nèi)有實(shí)力的供應(yīng)商。臺(tái)灣茂矽電子IGBT晶圓代工廠及生產(chǎn)為一體從源頭設(shè)計(jì)定制，將進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品性能，打破海外廠商壟斷。

IGBT晶圓 － P81MV022NL0013P是一款1200V、40A、FS工藝的6寸IGBT晶圓片，具有：1200V壕溝和現(xiàn)場(chǎng)停止技術(shù)；低開關(guān)損耗；正溫度系數(shù)；簡(jiǎn)單的并聯(lián)等特性，可應(yīng)用于：中等功率驅(qū)動(dòng)器、1200V光伏、電焊機(jī)、工業(yè)縫紉機(jī)、伺服馬達(dá)（電機(jī)）、不間斷電源。

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審核編輯 黃昊宇