【资料下载】“碳”寻能源未来，风光储充一体化的绿色能源革命

在风光储一体化的建设中，安富利联合其重要合作伙伴安森美积极响应市场需求，并着手布局碳化硅技术，致力于通过先进的EliteSiC碳化硅系列产品和解决方案为风光储充一体化的发展提供有力支持。

组串式逆变器是太阳能系统最常见的逆变器类型之一，其由太阳能电池板阵列、直流链路电容和DC/AC转换器组成，通常，PV组串和直流链路之间使用DC-DC升压级。这些系统实现两个主要功能一是将PV组串的输出电压提升至直流链路的工作电平，二是运用MPPT（最大功率点跟踪）技术，最大化在不同环境和太阳辐射条件下PV组串产生的电力。在功率和电压等级方面，逆变器级有单相和三相配置。单相额定功率在低于1kW到10kW之间（取决于地区），而三相系统的功率范围很广泛，涵盖从适用轻型商业类型的15kW到公用事业应用的300kW以上。

对于广泛的功率电平和电压范围，可以采用不同的功率半导体解决方案。对于较高功率的应用，通常选择采用IGBT、碳化硅MOSFET和碳化硅/混合技术的功率集成模块（PIM）。而为了支持高母线电压系统，则必须考虑多电平拓扑。在此方面，安森美不仅可以提供全方位的产品模块，还支持不同的逆变器结构，以满足多种场景应用并最大限度地提升电力转换效率。

电池储能系统(BESS)是太阳能系统中另一个重要的组成部分。其通常由四个部分组成：电池组、电池管理系统（BMS）、功率转换系统（PCS）和能源管理系统（EMS）。目前，BESS分为AC耦合和DC耦合两种类型，前者是一个独立的系统易于升级但能量损耗较高。后者适用于家用混合型太阳能逆变器，通过连接到DC母线来提供额外的储能容量，设计时需要考虑高DC母线电压带来的挑战。BESS的功率转换级设计，需要双向操作。三相逆变器支持双向操作，但多数电力转换器针对特定场景和方向优化，因此根据常见场景选择合适的拓扑结构至关重要。此外，在PCS中，SiC器件凭借在高压和大电流应用中的优势而越来越受到青睐。虽IGBT仍为BESS首选，但部分采用碳化硅器件可提升性能。例如，在A-NPC双向逆变器中，内侧支路用碳化硅器件减开关损耗，其余部分采用IGBT来控制成本。这种混合策略能够在提高性能的同时保持成本效益。

安森美提供交流耦合和直流耦合BESS功率转换级设计所需的多种产品，包括支持双向AC/DC和双向DC/DC转换的高效转换器，以及功率管理、隔离栅极驱动器、信号控制和逻辑储存等，这些产品正引领BESS系统向着更高效、更可靠的方向迈进。

作为一种可根据终端负载将电网电源转换为直流电源的经典产品，离线开关电源(SMPS)在风光储充中也扮演着重要角色。其通常包含两个转换级，在设计时需要采用性能更好的电源开关或实施不同的控制策略，并根据实际场景选择合适的拓扑来实现更高的效率。SMPS系统实现包括功率因数校正（PFC）和DC-DC级转换，其中PFC负责整形输入电流和降低谐波电流，而DC-DC级则负责将输入电压转换为所需的直流输出。

SMPS的工作模式也对其性能产生重要影响。连续导通模式（CCM）、临界导通模式（CrM）以及断续导通模式（DCM）等不同的工作模式，适用于不同的功率水平和负载条件。而安森美提出的频率箝位临界导通模式（FCCrM）方法，可进一步提高SMPS的性能和稳定性。此外，随着宽禁带半导体技术的发展，SMPS得以采用新的拓扑结构（如图腾柱PFC+LLC）来优化效率、尺寸和集成水平。在此方面，安森美旗下丰富的产品可满足不同的SMPS解决方案设计。

除了提供多样化的产品阵容，安森美提供广泛的参考设计和软件工具，这些资源极大地促进了太阳能系统组件选择的便捷性，简化了开发流程。例如，Elite Power仿真工具和PLECS模型自助生成工具，可使工程师在开发的早期阶段，通过对复杂电力电子应用进行系统级仿真，获得有价值的参考信息，进一步缩短设计周期。

功率器件是决定光伏和储能系统能效的核心半导体部件。安森美研发并生产适用于光伏及储能全线三十多种IGBT/IGBT+SiC Hybrid/全SiC模块EliteSiC碳化硅系列产品，覆盖功率5kW～360kW的光伏逆变器和储能变流器等产品，充分满足风光储一体化需求。

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