安森美(onsemi)高功率硅基和碳化硅(SiC)分立器件，助力优化住宅太阳能系统

《建筑节能与可再生能源利用通用规范》于2022年4月1日起开始实施，其中明确：新建建筑应安装太阳能系统，其中的集热器设计使用寿命应高于15年，光伏组件设计使用寿命应高于25年。在世界范围内，也有越来越多的国家开始强制要求新住宅安装太阳能系统。太阳能市场预计在未来十年内将出现惊人的增长也就不足为奇了。预计 2021 年至 2025 年光伏逆变器市场容量将达到近1太瓦，总市值达540亿美元。根据太阳能行业研究数据，与储能系统配对的住宅和商业太阳能系统的百分比正在上升，从 2021 年的 11% 增加到 2025 年的预期 29%(图 1)。能源成本增加，而太阳能系统成本在5年期间降低约33% ，推动太阳能住宅市场的增长。

图1：太阳能系统与储能系统配对的百分比

安森美(onsemi)提供广泛的高功率硅基和碳化硅(SiC)分立器件，适用于各种功率水平的住宅、商业和公用事业太阳能系统(图2)。

图2：用于太阳能系统的安森美功率半导体

一、住宅太阳能系统：概述

住宅太阳能有很多好处，包括通过可靠清洁的绿色能源为家用电器供电、为电动汽车充电，以及向电网传输电力。

住宅太阳能逆变器系统是家用发电和储能解决方案。光伏 (PV) 面板阵列产生可变直流电压。DC/DC 升压转换器使用最大功率点跟踪 (MPPT) 将可变电压提升到直流母线电压工作水平。MPPT 根据不同环境条件下太阳的运动和位置优化捕获的能量。然后该直流母线电压通过单相 DC/AC 逆变器连接到负载或电网。该逆变器将来自太阳能面板阵列的直流母线电压(通常< 600 VDC)转换为 120 VAC 到 240 VAC 范围内的交流电压。

有几种住宅太阳能逆变器。最常见的是微型逆变器和组串式逆变器。基于微型逆变器的太阳能系统利用多个 DC/AC 逆变器，每个逆变器连接到一个面板，产生不超过 1 kW 的输出(图 3)。因为每个面板都有一个逆变器，所以这种方法比组串逆变器方法成本更高。然而，由于每个面板电压水平都是单独跟踪的，因此阵列的整体能效更高。此外，系统易于扩展，因为所需的能量容量决定了所需逆变器的数量。

图3：基于微型逆变器的太阳能系统..

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