SiC和GaN技術將成為太陽能逆變器制勝關鍵

2021-01-08 索比光伏網

根據研究機構Lux Research報告顯示，受太陽能模組的下遊需求驅動，寬禁帶半導體——即

碳化矽

（SiC）和

氮化鎵

（GaN）將引領太陽能

逆變器

隔離器市場在2020年達到14億美元，意味著其穩定的複合增長率（CAGR）達到7%，略低於可再生能源和基於電網的能源設備的複合增長率9%。隨著GaN 和SiC器件進入市場，將為小型系統帶來最大的競爭優勢，如用於住宅和商業太陽能設施的微型逆變器和小型串式逆變器。這些強大的優勢包括：更低的均化電力成本，提升通過租賃和電力購買協議而銷售的電能利潤，此外，這些器件還能改善性能和可靠性。

「採用寬禁帶半導體即碳化矽和氮化鎵，是太陽能逆變器的制勝之道，」Lux Research分析師Pallavi Madakasira表示，「採用SiC和GaN器件帶來的性能優勢是如此之多，以至於逆變器廠商能夠在顯著降低均化電力成本的同時，收取更高的價格。」

GaN和SiC器件優勢大點兵

為了理解GaN和SiC器件帶來的性能優勢，Lux Research分析師建模了分別採用Si、SiC和GaN元器件的三種主要逆變器——微型逆變器、串式逆變器和中央逆變器。結果如下：

更小的逆變器實現更高效率

具有GaN和SiC隔離器的電力電子設備可將太陽能微逆變器和串式逆變器的效率提升到98%以上，目前普遍採用的矽器件無法做到。二極體可將能量收集效率提升1.5%以上，而電晶體則可以提升至4%以上。矽基氮化鎵（GaN-on-silicon）可提供最低成本的解決方案，而碳化矽基氮化鎵（GaN-on-SiC）和碳化矽基碳化矽（SiC-on-SiC）則可提供更高的效率。

微型逆變器將獲取最高溢價

SiC和GaN在微型逆變器領域具有最大的價格溢價能力（>0.10美元/Wp），卻不增加電力成本。儘管還是一個利基解決方案，但微型逆變器領域仍然具有吸引力，有望較早引入SiC和GaN方案並呈現出貨增長。

降低間接成本

GaN和SiC可以通過以下方式降低間接成本：降低無源元件的故障率、減小封裝和節省安裝成本。此外，它們優良的導熱係數也可減小逆變器散熱器的尺寸。

行業整合臨近

行業洗牌後，像SMA和Power-One這樣在SiC技術早期處於領導地位的廠商沒有負擔的債務微不足道。而像Enecsys和mPowerSolar這樣的新廠商迫於壓力，要麼利用SiC或GaN來吸收更多成本，否則就將在市場上失去立足之地。

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