Извор: инес-солаире.орг
ЦЕА у ИНЕС-у је произвела први прототип фотонапонског микроинвертора од 400В направљеног са ГаН транзисторима које су развиле ЦЕА лабораторије у Летију.
Нуди високу густину снаге од 1,1 кВ/Л и ефикасност од 97 процената (у поређењу са 0,3 кВ/Л и 95 процената за конвенционалне технологије које користе силицијумске компоненте).
Фотонапонски панели генеришу једносмерну електричну струју. За њихово повезивање на електричну мрежу потребан је инвертер, који потрошачима обезбеђује наизменичну струју. Овај корак конверзије доводи до губитака енергије који се могу минимизирати новим компонентама.
Велика земаљска фотонапонска постројења као и постројења инсталирана на терцијалним или индустријским зградама опремљена су „централизованим“ или „стринг“ инвертерима и повезана на трофазну електричну мрежу.
За кућне инсталације, доступна електрична мрежа је једнофазна и нисконапонска. Фотонапонски панели инсталирани на крововима потенцијално су подложни већем сенчењу, што доводи до губитака. Стога је занимљиво повезати инвертер са сваким фотонапонским панелом који омогућава независан рад између модула, оптималан принос јединице и веома модуларне операције (лака замена). Овај тип претварача, снаге од 200 до 500 В, назива се микро-инвертер. Инсталиран је на полеђини сваког панела.
Ова опрема користи кључне компоненте: енергетске полупроводнике.
ЦЕА у ИНЕС-у развија претвараче нове генерације како би смањио трошкове, побољшао енергетске перформансе и подржао електричну мрежу. Компактност ових објеката је такође питање како би се контролисао утицај на трошкове монтаже и одржавања електрана и минимизирала употреба материјала.
Наше истраживање се фокусира на електронску архитектуру и користи полупроводнике са "великим размаком" као што су силицијум карбид (СиЦ) и галијум нитрид (ГаН), посебно оне развијене у ЦЕА-ЛЕТИ лабораторијама у Греноблу.
ГаН технологија је једна од такозваних технологија "широког размака" (широкопојасни полупроводници), која помера границе енергетских полупроводника који користе силицијум.
Омогућава минијатуризацију и повећану енергетску ефикасност уз смањење трошкова.
Фотонапонска и аутомобилска индустрија (са електричним возилима) су главни покретачи раста ових нових претварача заснованих на ГаН или СиЦ полупроводницима.
ЦЕА-Лети има најсавременију епитаксију (600В и 1200В) и технологију за производњу ГаН 600В диода и транзистора снаге који надмашују силицијумске еквиваленте. Овом компланарном технологијом било би могуће учинити компоненту снаге „паметнијом“ са заштитним (температура, напон, струја, итд.) и управљачким (дривер) функцијама. Такође је могуће дизајнирати двосмерне напонске прекидаче који тренутно не постоје.
ЦЕА у ИНЕС-у је изградио клупу за динамичку карактеризацију на високим температурама за ове нове ГаН транзисторе, као и први прототип фотонапонског микроинвертора од 400 В који користи транзисторе које је направио ЦЕА Лети одељење за компоненте. Овај микроинвертер се састоји од две фазе конверзије:
- ДЦ/ДЦ степен који се састоји од 5 ГаН 100В транзистора
- ДЦ/АЦ степен који се састоји од 4 ГаН 650В транзистора
Друга генерација микроинвертера планирана је за крај 2022. године, користећи оптимизоване ГаН транзисторе. Друге величине претварача такође ће бити циљане како би се доказао концепт на вишим снагама.
Очекује се да ће ова технологија доћи на тржиште до 2025-2027. У међувремену, истраживачи у ЦЕА-Лети и ЦЕА-Литен у ИНЕС-у ће унапредити технологију и развити интегрисани дигитални контролни систем. Тим ће представити нове прототипове у наредним годинама.
Овај рад је предмет патената и неколико чланака и презентација на међународним конференцијама (ПЦИМ, ЕПЕ).
