圖片：使用3.3kV碳化硅晶體管的250kW逆變器。來源：Fraunhofer ISE

 

這款逆變器采用3.3kV碳化硅晶體管，比標準硅晶體管的功率損耗更低。弗勞恩霍夫的科學家指出，“這使得電站的逆變器組可以通過16kHz頻率的開關來進行操作。而即使采用最先進的硅晶體管，在這種電壓級別下，最多也只能采用1.6kHz的開關，二者相差十倍。”根據科學家的說法，使用更高頻率的開關，就可采用更小格式的被動元件。

 

弗勞恩霍夫研究所的逆變器還配備了一種主動液體冷卻技術，將一種液體合成酯泵入設備來冷卻晶體管。研究人員進一步解釋說:“同時，過濾器的冷卻介質作為電絕緣介質，使過濾器扼流圈變得更加緊湊。”

 

逆變器的運行轉換效率為98.4%，可以安裝在模塊化設計的逆變器堆棧中，這使得該產品成為兆瓦級系統的理想選擇。弗勞恩霍夫研究所表示：“考慮到開關柜和冷卻裝置的額外安裝空間，與同等中壓等級的商用逆變器系統相比。我們研發的逆變器可以節省高達40%的體積。”

 

這種逆變器設計，被科學家定義為“高阻碳化硅器件”，可以在中壓范圍的電氣系統有廣泛的應用。弗勞恩霍夫研究所中壓電力電子團隊負責人Andreas Hensel確認了這一觀點，“尤其是在大型光伏電站，電壓越來越高將成為趨勢。”

 

使用碳化硅晶體管的逆變器以更高的功率密度和更少的冷卻需要而聞名，這導致了它比硅晶體管的傳統逆變器有著更低的總系統成本。然而，在碳化硅和絕緣二氧化硅材料之間的接觸缺陷仍然是這類技術大規模生產的主要障礙。

 

德國知名工業集團西門子旗下子公司，逆變器制造商Kaco new energy于去年12月推出了兩款用于大規模光伏項目的碳化硅組串型逆變器。截止目前，其他逆變器制造商僅開發了作為技術雛型或小規模生產的碳化硅設備。