U krajoliku obnovljivih izvora energije koji se brzo razvija,Sustav za pohranu energije(ESS) pojavio se kao ključni stup za stabilnost mreže. U središtu svakog ESS-a je Power Conversion System (PCS), temeljna oprema odgovorna za dvosmjernu AC/DC pretvorbu energije. Performanse, učinkovitost i pouzdanost PCS-a uvelike su diktirane njegovim temeljnim energetskim poluvodičkim sklopkama. Trenutno dvije glavne tehnologije dominiraju ovim prostorom: tradicionalni bipolarni tranzistori s izoliranim vratima (SiC IGBT) temeljeni na-siliciju i MOSFET-ovi od-silicijevog karbida (SiC) sljedeće generacije.
Proboj SiC: veća učinkovitost i minimalni gubici
Međutim, kako zahtjevi za pohranu energije guraju prema većoj gustoći snage i većoj integraciji, uređaji-temeljeni na siliciju približavaju se svojim fizičkim granicama. Ovdje MOSFET-ovi od silicij-karbida (SiC) stupaju na scenu kao razorna sila. Kao poluvodič sa širokim-pojasnim razmakom (WBG), silicij-karbid posjeduje intrinzična svojstva materijala koja mu omogućuju rad na značajno višim frekvencijama prekapčanja uz smanjenje gubitaka energije preklapanjem do 50% do 70% u usporedbi s tradicionalnim IGBT-ovima.
Osim učinkovitosti, SiC uređaji pokazuju vrhunsku toplinsku vodljivost i mogu izdržati mnogo više radne temperature. Budući da SiC stvara drastično manje otpadne topline, inženjeri mogu znatno smanjiti teške radijatore za hlađenje ili čak prijeći sa složenih tekućih-sustava hlađenja na jednostavnije prisilno-hlađenje zrakom.
Tranzicija od 800 V i put prema budućem mainstreamu
Industrija trenutno svjedoči velikom arhitektonskom pomaku prema 800V-pa čak i 1500V-visokonaponskim-platformama baterija kako bi se povećala propusnost i smanjili gubici kabela. Na tim povišenim naponskim pragovima, tradicionalni IGBT-ovi pate od eskalirajućih prekidačkih gubitaka, često zahtijevajući složene više-topologije razina koje povećavaju ranjivost sustava. SiC MOSFET-ovi, sa svojom visokom jakošću probojnog električnog polja, bez napora se nose s tim visoko{8}}naponskim okruženjima s jednostavnijim, elegantnijim dizajnom sklopova.
Posljedično, SiC brzo prelazi iz premium alternative u glavni put nadogradnje za industriju. Iako SiC čipovi trenutno imaju veću cijenu samostalne komponente od IGBT-a, holističke uštede postignute manjim kućištima, smanjenim upravljanjem toplinom i uštedom energije tijekom cijelog životnog vijeka čine uvjerljiv ekonomski argument. Krećući se naprijed, SiC je spreman postupno zamijeniti tradicionalne IGBT-ove u aplikacijama srednje-do-velike snage, s vremenom postajući standardna konfiguracija za komercijalne, industrijske i-uslužne sustave za pohranu energije širom svijeta.