En el panorama de ràpida evolució de les energies renovables, elSistema d'emmagatzematge d'energia(ESS) s'ha convertit en un pilar crític per a l'estabilitat de la xarxa. Al cor de qualsevol ESS hi ha el sistema de conversió d'energia (PCS), l'equip bàsic responsable de la conversió bidireccional d'energia AC/DC. El rendiment, l'eficiència i la fiabilitat dels PCS estan molt dictats pels seus interruptors de semiconductors de potència subjacents. Actualment, dues tecnologies principals dominen aquest espai: els transistors bipolars de porta aïllada tradicionals basats en silici-(IGBT SiC) i els MOSFET de carbur de silici (SiC) de-generació.
L'avenç de SiC: major eficiència i pèrdues mínimes
Tanmateix, a mesura que les demandes d'emmagatzematge d'energia impulsen una major densitat de potència i una major integració, els dispositius basats en silici-s'estan apropant als seus límits físics. Aquí és on els MOSFET de carbur de silici (SiC) entren en joc com a força disruptiva. Com a semiconductor de banda-ample (WBG), el carbur de silici posseeix propietats intrínseques del material que li permeten funcionar a freqüències de commutació significativament més altes alhora que redueixen les pèrdues d'energia de commutació fins a un 50% a un 70% en comparació amb els IGBT tradicionals.
Més enllà de l'eficiència, els dispositius de SiC presenten una conductivitat tèrmica superior i poden suportar temperatures de funcionament molt més altes. Com que el SiC genera dràsticament menys calor residual, els enginyers poden reduir significativament la mida dels radiadors de refrigeració pesats o fins i tot passar de sistemes complexos de refrigeració líquida-a una refrigeració d'aire forçat-més senzill.
La transició de 800 V i el camí cap al futur principal
Actualment, la indústria està assistint a un canvi arquitectònic massiu cap a plataformes de bateries de 800 V-i fins i tot 1500 V-alt-tensió per maximitzar el rendiment i minimitzar les pèrdues de cable. En aquests llindars de tensió elevats, els IGBT tradicionals pateixen pèrdues de commutació creixents, sovint requereixen topologies complexes de diversos-nivells que augmenten la vulnerabilitat del sistema. Els MOSFET de SiC, amb la seva gran intensitat de camp elèctric de ruptura, gestionen aquests entorns d'alta tensió-sense esforç amb dissenys de circuits més senzills i elegants.
En conseqüència, SiC està passant ràpidament d'una alternativa premium a la via d'actualització principal per a la indústria. Si bé els xips de SiC actualment tenen un cost de components autònoms més elevat que els IGBT, els estalvis holístics aconseguits mitjançant tancaments més petits, una gestió tèrmica reduïda i un estalvi d'energia durant tota la vida són un cas econòmic convincent. A partir d'ara, SiC està a punt per substituir gradualment els IGBT tradicionals en aplicacions de potència mitjana--alta, convertint-se finalment en la configuració estàndard per a sistemes d'emmagatzematge d'energia a escala comercial, industrial i-de serveis públics a tot el món.