2013年05月27日08:53 來源：人民網-財經頻道
使產品小型化以便於採用
關於功率調節器的差異化技術，廠商正在研究配備效率比現有硅功率元件高的GaN和SiC功率元件。其中，安川電機公司計劃在2014年內上市配備GaN功率元件的住宅用途功率調節器。該公司逆變器事業部環境能源設備事業統括部事業統括部長山田達哉稱，為實現量產，“如今正准備著手進行設計”。
安川電機的目標不僅僅是通過新一代功率元件提高功率調節器的效率。山田稱：“由於住宅用途難以實現差異化，因此要以絕對小型化作為產品的特點。”該公司於2012年推出的額定容量為4.5kW的試制品與原有產品相比，電力轉換效率提高了約2個百分點，同時還將體積削減了約45％，重量減輕約27％（圖7）。
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圖7：利用GaN和SiC提高效率 廠商目前正在研究採用新的功率半導體提高電力轉換效率。安川電機將於2014年上市配備GaN的功率調節器（a）。田淵電機公開了配備SiC的試制品（b）。（圖由《日經電子》根據各公司的資料制作） |
新一代功率元件具有降低電力損失、抑制發熱的效果，及通過提高開關頻率縮小電抗器等外設尺寸的效果等，因此，通過採用新一代功率元件就能夠使功率調節器小型化。現有功率調節器的小型化自不必說，正在開發的、統管多種能源相關設備的功率調節器也有望實現小型化。例如，鬆下PowerStation的外形尺寸達到630mm×1500mm×250mm，估計今后小型化需求將會增大。
不過，新一代功率元件要成為主流，關鍵在於性價比。田淵電機估算，如果能把電力轉換效率提高1個百分點的成本上升控制在720日元內，新一代功率元件就能得到廣泛採用。
以目前各廠家充滿特性的樣品為基礎，根據假設量產價格的平均值進行成本計算，將DC-DC轉換器電路的效率提高0.5個百分點需要450日元，將DC-AC逆變器電路的效率提高0.5個百分點需要3000日元。加在一起后，提高1個百分點就需要增加成本3450日元。最近，由於各公司相繼推出了GaN和SiC功率元件，功率調節器廠商對實現720日元的成本寄予厚望。
還監控模塊
在其他差異化技術方面，還出現了將包括電網及其他設備在內的所有信息都集中到功率調節器上，使之變身為EMS“中樞”設備的動向。其中之一，是一種名為功率優化器（Optimizer）的產品，在日本已逐漸開始設置（圖8）。例如，福岡縣的一家百萬瓦級太陽能設施已針對250kW的設備試採用了美國Tigo Energy公司的功率優化器。
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圖8：開始採用功率優化器 可提高輸出功率、監控模塊工作狀況的功率優化器已經開始得到採用（a）。以色列SolarEdge Technologies公司2013年2月開始面向日本供貨（b）。（（a）由Tigo Energy拍攝） |
功率優化器原本的作用是使各模塊的輸出功率實現最大化。通過功率優化器調整阻抗或進行升降壓，以使各模塊實現最佳的電壓和電流。Tigo Energy稱，利用功率優化器“有望增加幾個百分點的輸出”。
除了上述優點外，功率優化器還逐個監控各模塊的狀態，因此能夠盡早發現故障。高電壓下發生的PID（Potential Induced Degradation）現象已成為業界的熱門話題，因此用戶對模塊狀態的關心日益高漲。功率調節器處理的信息今后還將繼續增加。（日經能源環境網 供稿）
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