An bhfuil difríocht shuntasach i saol seirbhíse dé-óid éagsúla i dtrealamh fuinnimh?

一, Airíonna ábhair: an bunús fisiceach a chinneann an saolré
Tá dlúthbhaint ag saolré dé-óid lena n-airíonna ábhartha, agus cinneann teorainneacha fisiceacha ábhair éagsúla go díreach marthanacht an fheiste.

1. Dé-óid sileacain-bhunaithe: traidisiún agus teorainneacha
Tá neart réimse miondealaithe de 0.3MV/cm ag Silicon (Si), mar an t-ábhar leathsheoltóra is coitianta, seoltacht teirmeach de thart ar 1.5W/(cm · K), agus uasteorainn tipiciúil teocht oibriúcháin de 150 céim. Inverters fótavoltach, cé gur féidir le dé-óid coigeartóirí sileacain gnáth freastal ar riachtanais an chórais faoi bhun 1000V, i gcásanna lasctha ardmhinicíochta (amhail thuas 20kHz), tá an t-am aisghabhála droim ar ais (trr) sách fada (thart ar 200-500ns), rud a fhágann go bhfuil méadú suntasach ar chaillteanais aistrithe. Cuirfidh oibríocht ardteochta fadtéarmach dlús le carnadh lochtanna laitíse in ábhair sileacain, rud a fhágann go dtiocfaidh méadú ar an sruth sceite bliain i ndiaidh bliana, agus is gnách go mbíonn an saolré idir 5-10 mbliana. Mar shampla, tar éis 8 mbliana d'oibriú, b'éigean an dé-óid sileacain-bhunaithe de stáisiún cumhachta fótavoltach áirithe a athsholáthar mar gheall ar laghdú 15% ar éifeachtúlacht ceartúcháin de bharr sceitheadh ​​​​iomarcach reatha.

2. Dé-óid chomhdhúile sileacain: cinn ar theocht ard agus friotaíocht ardvoltais
Sroicheann neart réimse miondealaithe chomhdhúile sileacain (SiC) 2.2MV / cm, méadaíonn an seoltacht teirmeach go 4.9W / (cm · K), agus sáraíonn an teorainn uachtarach teocht oibriúcháin 200 céim. Is é an buntáiste lárnach atá aige ná an t-am aisghabhála thar a bheith gearr (<50ns) and the positive temperature coefficient characteristic, which facilitates parallel expansion. In offshore wind power converters, SiC Schottky diodes can withstand a reverse voltage of 1200V and a forward current of 500A, and operate stably in the temperature range of -40 ℃ to 85 ℃. After adopting SiC diodes in a certain offshore wind farm, the system failure rate decreased from 0.5%/year to 0.1%/year, the service life was extended to over 15 years, and the maintenance cycle was extended from 3 years to 5 years.

3. Gailliam Nitride Diode: Ionadaí Ard-Minicíocht agus Caillteanas Íseal
Tá soghluaisteacht leictreoin 10 n-uaire níos mó ná sileacain ag nítríde Gailliam (GaN), rud a fhágann go bhfuil sé oiriúnach d'fheidhmchláir ardmhinicíochta (amhail os cionn 100kHz). Sa chóras soláthair cumhachta fótavoltach de stáisiúin bonn 5G, baineann dé-óid chomhtháite trasraitheora ard-shoghluaisteachta leictreon (HEMT) GaN amach ceartú comhartha sa bhanda minicíochta 24GHz-52GHz, ag laghdú tomhaltas cumhachta 30% i gcomparáid le feistí sileacain. Tar éis scéim GaN a ghlacadh i stáisiún bonn áirithe, tháinig méadú 18% ar an ghiniúint cumhachta laethúil, agus shroich saolré an dé-óid níos mó ná 100000 uair (thart ar 11 mbliana), i bhfad níos mó ná an 50000 uair an chloig de fheistí sileacain-bhunaithe.

2, Cás Iarratais: Athróga tábhachtacha le haghaidh difreála saolré
De bharr na ndifríochtaí suntasacha i gceanglas feidhmíochta dé-óid i measc feistí fuinnimh éagsúla, déantar difreáil ar feadh an tsaoil go díreach.

1. Giniúint cumhachta fótavoltach: ó láraithe go dáileadh
I ngléasraí cumhachta fótavoltach láraithe, tá ceanglais an-ard ag an gcóras 1500V maidir le friotaíocht voltais agus diomailt teasa dé-óid. Teastaíonn nasc comhthreomhar de ghléasanna iolracha chun freastal ar an éileamh le dé-óidí atá bunaithe ar shileacan traidisiúnta, ach is féidir róthéamh áitiúil a bheith mar thoradh ar nasc comhthreomhar míchothrom agus dlús a chur le dul in aois. Agus is féidir le dé-óid SiC amháin voltas 1200V a sheasamh, ag laghdú líon na nasc comhthreomhar agus ag laghdú an baol lochtanna. Tar éis scéim SiC a ghlacadh, laghdaigh ráta teip dé-óid stáisiún cumhachta fótavoltach 100MW ó 0.3% / bliain go 0.05% / bliain, agus leathnaíodh an saolré go 20 bliain.

I gcórais fhótavoltach dáilte, cosúil le fótavoltach díon, ní mór dé-óid a oiriúnú do luaineachtaí voltais de bharr stad agus scáthú go minic. Is iad dé-óid Schottky an rogha is fearr le haghaidh optamaithe mar gheall ar an titim ísealvoltais chun tosaigh (VF<0.3V) and fast recovery characteristics. After adopting Schottky diodes in a household photovoltaic system, the power generation efficiency increased by 8%, and the diode lifespan reached 12 years, which is 40% higher than silicon-based devices.

2. Giniúint cumhachta gaoithe: ó thalamh go muir
I dtiontairí cumhachta gaoithe ar an gcladach, caithfidh dé-óid borrthaí reatha de bharr luaineachtaí luas na gaoithe a sheasamh. Tar éis dé-óid SiC a ghlacadh i dtuirbín gaoithe áirithe 2.5MW, d'fhan éifeachtacht an inverter cobhsaí ag níos mó ná 98.5% i raon luas na gaoithe 5m / s go 25m / s, agus shroich saolré an dé-óid 15 bliana. Tá seans ann go gclisfidh ar ghléasanna traidisiúnta atá bunaithe ar shileacan mar gheall ar róthéamh le linn athruithe tobanna ar luas na gaoithe, agus ní mhaireann siad ach 8-10 mbliana.

Tá an timpeallacht chumhachta gaoithe amach ón gcósta níos déine, le spraeáil salainn, creathadh, agus dul in aois comhpháirteanna luasghéaraithe ardteochta. Glacann ardán cumhachta gaoithe ar snámh amach ón gcósta dé-óid SiC imchochlaithe miotail, a oibríonn go cobhsaí i dtimpeallacht le taise 95% agus tiúchan spraeála salainn 5% trí mhúchadh stua hidrigine agus teicneolaíocht tsubstráit ceirmeach. Tá an saolré níos mó ná 200000 uair an chloig (thart ar 23 bliain), atá 50% níos faide ná trealamh talún.

3. Córas stórála fuinnimh: croí na bainistíochta muirear agus urscaoilte
I inverters stórála fuinnimh, ní mór dé-óid a sheasamh tionchair ardvoltais neamhbhuan le linn pacáiste ceallraí a mhuirearú agus a urscaoileadh. Úsáideann córas stórála fuinnimh 5MWh áirithe dé-óid rialtóir voltais 5.1V, a laghdaíonn an muirear aisghabhála droim ar ais (Qrr) go dtí an tríú cuid de na feistí traidisiúnta trí theicneolaíocht dópála óir, ag leathnú saolré na ceallraí 20% agus ag méadú an éifeachtúlacht cothromaíochta go 99.5%. Is féidir le saol an dé-óid níos mó ná 10 mbliana a bhaint amach. Mar gheall ar an Qrr mór atá acu, tá seans ann go ndéanfar róthéamh áitiúil ar an bpacáiste ceallraí, agus ní mhaireann siad ach 5-7 mbliana.

3, Inoiriúnaitheacht chomhshaoil: an killer dofheicthe ar feadh an tsaoil
Is minic nach ndéantar meastachán ró-íseal ar an tionchar a bhíonn ag fachtóirí comhshaoil ​​ar shaolré na dé-óidí, ach is é an príomhfhachtóir a chinneann iontaofacht fhadtéarmach gléasanna.

1. Teocht: Catalaíoch a luathaíonn dul in aois
Tá baint easpónantúil ag saolré dé-óid lena theocht acomhal. Tá saolré gléasanna atá bunaithe ar sileacain thart ar 10000 uair ag teocht acomhal 125 céim, agus is féidir le gléasanna SiC oibriú go cobhsaí fós ar feadh 100000 uair ag teocht acomhail 175 céim . Léiríonn tástáil chomparáideach ar stáisiún cumhachta fótavoltach áirithe go bhfuil teocht acomhal ag inverters a úsáideann dé-óid SiC 30 céim níos ísle ná feistí bunaithe ar sileacain ag teochtaí arda (teocht chomhthimpeallach 45 céim) sa samhradh, agus go bhfuil a saolré síneadh go 15 bliana, cé nach bhfuil ach saolré 8 mbliana ag feistí atá bunaithe ar sileacain.

2. Spraeáil taise agus salainn: nimheanna ainsealacha creimeadh
I gcumhacht gaoithe amach ón gcósta agus i gcórais fhótavoltach cósta, is féidir le taise agus spraeáil salainn ábhair phacáistithe dé-óid a chreimeadh, rud a fhágann go dtiocfaidh méadú ar an sruth sceite. Tá sé léirithe ag tástálacha ag feirm ghaoithe amach ón gcósta go bhfuil méadú 50% ar an sruth sceite agus saolré giorraithe cúig bliana ag dé-óid sileacain gan chosaint, tar éis oibriú i dtimpeallachtaí spraeála salainn ar feadh bliana; D’fhéadfadh saolré níos mó ná 15 bliana fós a bheith ag dé-óidí SiC le trí fhrith-bhratú (cruthúnas ar thaise, resistant spraeála salainn, agus resistant múnla).

3. Creathadh agus tionchar: Cúiseanna damáiste meicniúil
Is féidir le creathadh na dtuirbíní gaoithe a bheith ina chúis le scaoileadh bioráin dé-óid nó scoilteadh na n-alt solder. De réir staitisticí ó fheirm ghaoithe áirithe, is é 0.8% in aghaidh na bliana an ráta teip ar dhearadh dé-óid sileacain gan turraing-, agus laghdaítear an ráta teip go dtí 0.1% in aghaidh na bliana go dtí 18 mbliana d’aois dé-óid SiC le turraing rubair.

4, Tionchar tionscail agus treochtaí difríochtaí ionchas saoil
Bíonn tionchar díreach ag an difríocht i saolré dé-óid ar chostas saolré iomlán trealaimh fuinnimh. Ag glacadh le gléasraí cumhachta fótavoltach mar shampla, is gá feistí atá bunaithe ar sileacain a athsholáthar gach 8-10 mbliana, agus is féidir feistí SiC a leathnú go 15-20 bliain, rud a laghdóidh costais oibriúcháin agus cothabhála níos mó ná 40%. De réir mar a leanann costas na n-ábhar bandgap leathan ag laghdú, méadóidh ráta treá dé-óid SiC i dtrealamh fuinnimh ó 30% in 2025 go 60% i 2030, ag tiomáint an tionscail i dtreo éifeachtúlachta agus iontaofachta.