Технологии, устройства и приложения, включающие силовые электронные преобразователи, определяют многие аспекты сегодняшней жизни. Причем речь идет об очень широком спектре устройств мощностью от милливатт до гигаватт. Развитию силовой электроники посвящена деятельность Приложения по силовым электронным преобразователям (Power Electronic Conversion Technology Annex, PECTA) учрежденной Международным энергетическим агентством (МЭА) Программы сотрудничества в области технологий по энергоэффективному оборудованию (4Е).
В рамках приложения PECTA осуществляется сбор и анализ информации о новых устройствах на базе полупроводников с широкой запрещенной зоной (Wide Band Gap, WBG), а также координация международных подходов по продвижению WBG. На сегодняшний день в качестве основных материалов WBG рассматриваются карбид кремния (SiC) и нитрид галлия (GaN).
В представленном отчете исследуется использование WBG во многих сферах применения. В отчете отмечено, что повышение эффективности, уменьшение размера пассивных компонентов, а также снижение потребности охлаждения будет способствовать использованию устройств с новой технологией WBG.
Потенциальная экономия энергии при применении WBG для центров обработки данных во всем мире оценивается в пределах 28 млрд кВт·ч в год, для фотоэлектрических инверторов – около 10 млрд кВт·ч в год, а для ноутбуков, планшетов и сотовых телефонов – примерно 7,7 млрд кВт·ч в год. Также предполагается, что использование WBG позволит снизить потери в установленных во всем мире ветряных генераторах на 35 млрд кВт·ч в год.
В рамках PECTA разработана «карта готовности применений», в которой оценивается временной горизонт внедрения различных технологий WBG, а также их потенциальный рынок. Авторы приходят к выводу, что без политической поддержки внедрение устройств WBG достигнет значительной доли рынка только в 2030 году или позже.
Основные разделы содержания