德国Fraunhofer ISE研发出用于中压电网的250kW碳化硅逆变器

德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（Fraunhofer ISE）研发了一款250kW的碳化硅逆变器，可用于连接中压系统的公用事业规模的光伏项目。与采用硅晶体管的普通光伏逆变器相比，这款碳化硅逆变器的研发者声称，采用该产品后光伏发电系统连接到中压电网时，不再需要50HZ变压器。

图片：使用3.3kV碳化硅晶体管的250kW逆变器。来源：Fraunhofer ISE

这款逆变器采用3.3kV碳化硅晶体管，比标准硅晶体管的功率损耗更低。弗劳恩霍夫的科学家指出，“这使得电站的逆变器组可以通过16kHz频率的开关来进行操作。而即使采用最先进的硅晶体管，在这种电压级别下，最多也只能采用1.6kHz的开关，二者相差十倍。”根据科学家的说法，使用更高频率的开关，就可采用更小格式的被动元件。

弗劳恩霍夫研究所的逆变器还配备了一种主动液体冷却技术，将一种液体合成酯泵入设备来冷却晶体管。研究人员进一步解释说:“同时，过滤器的冷却介质作为电绝缘介质，使过滤器扼流圈变得更加紧凑。”

逆变器的运行转换效率为98.4%，可以安装在模块化设计的逆变器堆栈中，这使得该产品成为兆瓦级系统的理想选择。弗劳恩霍夫研究所表示：“考虑到开关柜和冷却装置的额外安装空间，与同等中压等级的商用逆变器系统相比。我们研发的逆变器可以节省高达40%的体积。”

这种逆变器设计，被科学家定义为“高阻碳化硅器件”，可以在中压范围的电气系统有广泛的应用。弗劳恩霍夫研究所中压电力电子团队负责人Andreas Hensel确认了这一观点，“尤其是在大型光伏电站，电压越来越高将成为趋势。”

使用碳化硅晶体管的逆变器以更高的功率密度和更少的冷却需要而闻名，这导致了它比硅晶体管的传统逆变器有着更低的总系统成本。然而，在碳化硅和绝缘二氧化硅材料之间的接触缺陷仍然是这类技术大规模生产的主要障碍。

德国知名工业集团西门子旗下子公司，逆变器制造商Kaco new energy于去年12月推出了两款用于大规模光伏项目的碳化硅组串型逆变器。截止目前，其他逆变器制造商仅开发了作为技术雏型或小规模生产的碳化硅设备。

来源：PV Magazine